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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) &o*A {  
nlYNN/@"  
应用示例简述 "fI6Cpc  
grYe&(`X  
1. 系统说明 _L PHPj^Pg  
6pzSp  
 光源 uS-|wYE  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) 9UkBwS`  
 元件 99S ^f: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 e!Hhs/&!T  
 探测器  eIlva?  
— 干涉条纹 <!+Az,-  
 建模/设计 G#CXs:1pd+  
— 光线追迹:初始系统概览 Ngwb Q7)  
— 几何场追迹加(GFT+): VnzZTG s  
 计算干涉条纹。 9F vFhY  
 分析对齐误差的影响。 G"6 !{4g  
zTp"AuNHN  
2. 系统说明 /,dz@   
j6YOKJX  
参考光路 yr6V3],Tp  
<[phnU^ 8  
3. 建模/设计结果 %;/P&d/  
%RVZD#zr  
9z0p5)]n>  
4. 总结 G6/m#  
ZoeD:xnh[  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 C}X\|J  
),)lzN%!  
1. 仿真 ;j7#7MN2_E  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 C+]I@Go'Tk  
2. 计算 /{[o ~:'p  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 lk!@?  
3. 研究 *#2h/Q.  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 GVz6-T~\>  
h 0|s  
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。 )1z@  
q| 7(  
应用示例详细内容 LscGTs,  
系统参数 cS$_\65  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 >eaaaq9B-  
H::bwn`Vc  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 jylD6IT  
<$YlH@;)`a  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 i@q&5;%%  
wq{hF<  
2. 说明:光源 *hrvYil2b  
/xQTxh1;K  
Kq!3wb;  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 t:S+%u U  
 因此,相干长度大于1m g7|@  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 {I ((p_  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 IgzQr >  
>_TZ'FT  
N#] ypl  
F{wzB  
3. 说明:光源 2!\D PX  
dQvcXl]  
_g8yDfcLG  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 N+|d3X!  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 xo)P?-  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ]|@^1we  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
/QQ*8o8  
4. 说明:光学元件 / 1RpM]d  
h;Kx!5)y  
}vuARZ>  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Y2TtY;  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 !Cs_F&l"j  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 X2_=agEP  
 透镜材料为N-BK7。 y5r4&~04  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 l{9Y  
\['Cj*ek  
VTM/hJmwJ  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 +q4O D$}  
'"^'MXa  
bcyzhK=  
 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)。 .}t e>]A*  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 e.>P8C<&  
]'cs.  
6. 分光器的设置 x2EUr,7  
.`lCWeHN  
J,hCvm  
EnR}IY&sI  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 R-:2HRaA  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 {ax:RUQxy  
 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 !1k_PY5)  
]]mJ']l  
7. 合束器的设置 :/#rZPPF  
4 5e~6",  
e(sk[guvX  
dG{A~Z z  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 :h$$J lP  
 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。 a[C@  
;jXgAAz7  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ixFi{_  
+0&/g&a\R  
3F3A%C%  
 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)。 AdEMa}u 6  
应用示例详细内容 . vV|hSc  
仿真&结果 UZMd~|  
>%G1"d?j  
1. 结果:利用光线追迹分析 BLttb  
]'}L 1r  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 8Wx=p#_  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
x4 yR8n(  
\<' ?8ri#  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 *g%yRU{N  
tc! #wd+u  
paK2 xX8E  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 n[z+<VGwC  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 *p U x8yB  
 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。
wz%-%39q%  
3$ pX  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 \85i+q:LuA  
"[J^YKoF  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 UfGkTwoo=  
 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°。 tA;}h7/Lc~  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 +whDU2 "  
Tbq;h ?D  
4. 对准误差的影响:元件平移 XTy x r  
!zo{tI19  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 T[gv0|+  
 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。 (HVGlw'`  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 .]^?<bG  
~Y;*u]^  
&8H'eAA  
5. 总结 uFE)17E  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 6Oq 7#3]  
~ }P,.QQ  
4. 仿真 5+vaE 2v  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 mt .sucT  
I,tud!p`  
5. 计算 w:0E(z  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 .nJz G  
Y4-t7UlS;  
6. 研究 +>,I1{u%&  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 s[jTP(d)8  
;u JMG  
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。 R_C)  
OXA7w.^  
扩展阅读 HN"Z]/ 5j  
F5<H m_\:  
1. 扩展阅读 N7"W{"3D  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 .Mbz3;i0  
]M=&+c>H~  
 开始视频 b}`T Ln  
- 光路图介绍 7#XzrT]  
- 参数运行介绍 dd;~K&_Q/i  
- 参数优化介绍 fC`&g~yK'  
 其他测量系统示例: 4RO}<$Nx}  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) ?`s8 pPc4  
Y<OFsWYY  
=cI(d ,  
QQ:2987619807
RZLq]8pM  
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