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infotek 2020-11-23 09:20

使用相干光模拟马赫泽德干涉仪

测量系统(MSY.0001 v1.1) GE`:bC3  
>hcA:\UPk  
应用示例简述 _qg)^M6  
vkdU6CZO  
1. 系统说明 !r:X`~\a  
[AzQP!gi  
 光源 __p\`3(,'  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) tETT\y|'  
 元件 14TA( v]T  
— 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 2|vArRKt  
 探测器 [h "*>J{  
— 干涉条纹 5Xn+cw*  
 建模/设计 BJI}gm2y  
— 光线追迹:初始系统概览 t^HQ=*c  
— 几何场追迹加(GFT+): 7XKPC+)1ya  
 计算干涉条纹。 c\i`=>%b@  
 分析对齐误差的影响。 +I$c+WfU  
b#U nE  
2. 系统说明 Ri]7=.QI`  
z?$F2+f&  
参考光路 =M"H~;f]  
0-H!\IB  
3. 建模/设计结果 WVc3C-h,  
"(y",!U@  
>C"f'!oM,j  
4. 总结 3F'{JP  
TRwlUC3hQ  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 M17oAVN7D  
%} WSw~X  
1. 仿真 O5HK2Xg,C  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 VeO$n*O  
2. 计算 ]M AB  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 <7HVkAa  
3. 研究 >AsD6]  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 qbjBN z  
rj qX|  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 rQ|^H Nj  
uP<w rlW  
应用示例详细内容 L(a&,cdh  
系统参数  ,lX5-1H  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 Rk2V[R.`S  
ji(W+tQ2Y'  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 /C(lQs*l  
QjH;'OVt  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 :TU;%@7  
,]?Xf >  
2. 说明:光源 ,L#Qy>MOb  
s BP.P7u  
\u@4 eBAV  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 CW*Kd t  
 因此,相干长度大于1m [:gPp)f,  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 2XhtK  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 yidUtSv=,  
Az4+([  
`ER">@&  
~=hM y`Ml  
3. 说明:光源 =}N&c4I[j  
VU+`yQp  
Va^Y3/  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 )%rGD =2~  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ,at"Q$)T  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 mdxa^#w  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
ySP1,xq  
4. 说明:光学元件 Wyu$J  
5/j7C>  
4|Z;EAFx  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 q) %F#g  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 utIR\e#:B  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 lz>YjK:  
 透镜材料为N-BK7。 )cA#2mlS'1  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 i^j1 i  
lSv?!2  
f,:SI&c\  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ~hi\*W6jg  
);T0n  
j)4:*R.Z]  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ZH8O%>!  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 e~tgd8a2a  
-dXlGOD+C  
6. 分光器的设置 [fF0Qa-  
2NS(;tBB0  
u6o:~=WwM  
r0ml|PX  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 , 'WhF-  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 VC%{qal;q  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 @Qw~z0PE<l  
8:9m< ^4S(  
7. 合束器的设置 [J0f:&7\  
Ewjzm,2  
f,QoA  
!u@XEN>/  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ]dzBm!u  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 H;('h#=cD  
USgZ%xk2  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 z~[:@mGl  
f681i(q"  
p=F!)TnJN  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 4 DhGp  
应用示例详细内容 EfxW^zm)  
仿真&结果 Dep.Qfv{-  
f4A;v|5_  
1. 结果:利用光线追迹分析 4to)ff  
;Du+C%  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ${(v Er#}k  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
O@*7O~eO  
Cjh0 .{  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 >*DR>U  
>uVo 'S.  
q18IqY*Lo  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 j\W"P_dpd  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 ?:@13wm  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
a] 0B{  
+Sz%2 Q  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 X.~z:W+  
p mv6m  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 Ir%L%MuR]  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 O~3<P3W  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ?HD(EGdx  
6T-h("t  
4. 对准误差的影响:元件平移 m\9R;$ \  
"*08?KA  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 _~q!<-Z  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 gcS ?r :  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 E?\&OeAkO  
p~(+4uA  
0r<?Ve  
5. 总结 w;;yw3  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 WBb@\|V|  
?vA)F)MS   
4. 仿真 e}@VR<h  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 \!O3]k,r  
:/rl \woA>  
5. 计算 zN3[W`q+m  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 }kJfTsFS  
_H{6{!=y  
6. 研究 Q{+*F8%8V<  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 E6 g]EE  
Whoqs_Mm{  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 \[\4= !v  
E[$"~|7|$  
扩展阅读 @wvgMu  
|uUGvIsXn  
1. 扩展阅读 %@L[=\ 9  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 6XP>qI,AJ  
Bf5Z  
 开始视频 `ef C4#*!!  
- 光路图介绍 s<z`<^hRe  
- 参数运行介绍 ON(OYXj  
- 参数优化介绍 Q!9  
 其他测量系统示例: GG0H3MSc  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) bEQy5AX  
<bSG|VqnH  
`i!BXOOV{  
QQ:2987619807
/D d.C<F  
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