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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) 3g56[;Up?  
(w+SmD  
应用示例简述 nEP3B '+  
rWqr-"0S.  
1. 系统说明 D51s)?  
k py)kS  
 光源 "HwlN_PA  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) KU Mk:5 c  
 元件 i5_l//]  
— 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 h#dfhcU>  
 探测器 XWX]/j2jA  
— 干涉条纹 ?%lfbZ  
 建模/设计 GuaF B[4  
— 光线追迹:初始系统概览 IFZw54  
— 几何场追迹加(GFT+): b\kA  
 计算干涉条纹。 .]a`-Ofn  
 分析对齐误差的影响。 c>! ^\  
<]_[o:nOP  
2. 系统说明 D{q r N6g#  
Zlt,Us`  
参考光路 jK%Lewq  
XeslOsHh  
3. 建模/设计结果 e2>AL  
yigq#h^  
P)hGe3  
4. 总结 -G'3&L4 D  
t! u>l  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 kw7E<aF!  
&m]jYvRc  
1. 仿真 $" =3e]<  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 / %F,  
2. 计算 0zsmZ]b5E  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 2T@?&N^OD  
3. 研究 fQ -IM/z  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 bb+iUV|Do  
- (q7"h  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 @3U=kO(^+\  
CL?=j| Ea  
应用示例详细内容 Fiw^twz5  
系统参数 SLH;iqPT  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 7 9k+R9m  
pX$ X8z%  
 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。 vIZFI  
0HQTe>!  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 o{l]n*  
Cy)QS{YX  
2. 说明:光源 /YvwQ  
5yj6MaqJ  
3{Zd<JYg4-  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 \ NKw,`/  
 因此,相干长度大于1m YM.  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 HV]u9nrt#  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 dYlVJ_0Zr  
,E@}=x9p  
FF|M7/[~  
2r]o>X  
3. 说明:光源 ~at:\h4:  
nyOmNvZf  
6uk}4bdvq  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 -3m!970  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 vTWm_ed+^  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 -[h|*G.J  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
k @gQY_  
4. 说明:光学元件 2p58_^l  
m,}GP^<1i  
u% =2g'+)_  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 k\g:uIsv$  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 KYl!Iw67d  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 YTr+"\CkA  
 透镜材料为N-BK7。 .&8a ;Q?c  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 _~}2@&*G"  
k%aJ%(  
I%B\Wy/j^  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 N&|,!Cu  
I\Cg-&e  
.*J /F$  
 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)。 k/BlkjlNE  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 8]bLp  
aB`jFp-  
6. 分光器的设置 1S yG  
hZ "Sqm]  
$s 'n]]Wq  
gg Nvm  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 ;Sp/N4+  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Az:A,;~+,!  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 +jKu^f6  
F6>oGmLy  
7. 合束器的设置 VssWtL  
k]2_vk^  
{A)9ePgv!  
Q5sJ|]Bc  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 y'non0P.  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 g0-rQA  
n8`WU3&  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Ry?f; s  
\eRct_  
*9EW &Ek  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 \m:('^\6o  
应用示例详细内容 >gz8,&  
仿真&结果 r @ !  
_1~pG)y$U  
1. 结果:利用光线追迹分析 wti  
y! QYdf?  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 `}rk1rl6  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
#wZH.i #  
Lg|d[*;'7  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 rd)W+W9  
9\0$YY%  
QbY@{"" `  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 8Dn~U :F/?  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 6qWWfm/6  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
QGE0pWL-a  
g${k8.TV  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 p%K(dA  
qVjMflVoay  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 o/oLL w  
 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°。 C;.,+(G  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 QZ*gR#K]Sz  
MIb [}w=  
4. 对准误差的影响:元件平移 |IS$Om  
t+{vb S0  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 b`F]oQ_*  
 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。 yhs:.h  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 iq,rS"  
wN :"(mQ  
bR8`Y(=F9b  
5. 总结 y*p02\)  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 1+YqdDqQ  
%.onO0})  
4. 仿真 \k^ojzJ  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 +(^H L3  
?-)v{4{s  
5. 计算 I0!]J{  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 !SIk9~rJ  
sRqecG(n  
6. 研究 g(,^'; j  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 @PctBS<s  
vo%"(!  
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。 Q|e-)FS)  
"fW }6pS  
扩展阅读 ?Ygd|a5  
w4M;e;8m[U  
1. 扩展阅读 3rjKwh7  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 D3%2O`9  
JYv<QsD  
 开始视频 <Y2$'ETD  
- 光路图介绍 |q z%6w=  
- 参数运行介绍 beSU[  
- 参数优化介绍 Hmnxm gx  
 其他测量系统示例: *ZxurbX#  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) (.VS&Kv#U  
Ps{vN ~}  
J_.cC  
QQ:2987619807
[m%]C  
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