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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) 8 n)3'ok  
)Aa  h  
应用示例简述 dW>$C_`?  
,Taq~  
1. 系统说明 QF`o%mI  
i$W=5B>SO  
 光源 M-+= t8  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) Z:s:NvFX  
 元件 H?<c eK'e  
— 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 0}y-DCuQ  
 探测器 )MJy  
— 干涉条纹 04cNi~@m  
 建模/设计 Sk&l8"  
— 光线追迹:初始系统概览 dX:#KdK  
— 几何场追迹加(GFT+): [xsiSt?6  
 计算干涉条纹。 +zn207 .`  
 分析对齐误差的影响。 `h|>;u   
P_3U4J  
2. 系统说明 n^Sc*7  
;Q} H'Wg,  
参考光路 jW!)5(B[A  
O:3DIT1#>  
3. 建模/设计结果 bB|P`l L  
|;6l1]hk6  
bkfk9P  
4. 总结 =c(3EI'w  
GcYT<pwN6  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 y?s8UEC  
M~&X?/8  
1. 仿真 }8cX0mZ1j  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 Co#_Cyxg=9  
2. 计算 *X4$'LSx1  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 z7P] g C$\  
3. 研究 wk"zpI7L  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 N$SJK  
pe1_E KU  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 N>}2&'I  
h*GU7<F:a  
应用示例详细内容 +w pe<T  
系统参数 {Q la4U  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 9&`ejeD  
H\Jpw  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 pD>^Dfd  
-'OO6mU  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 `i)&nW)R  
(\6R"2  
2. 说明:光源 axW4 cS ?  
Q5s?/r  
SAEV "  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 aab?hR  
 因此,相干长度大于1m =':,oz^|  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 @GiR~bKZ  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 !F|iL  
;|Ja|@82  
t!Uc, mEV]  
KQ x<{-G6  
3. 说明:光源 %Jpb&CEY  
cs%NsnZ  
CXs i  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 UT9=S21  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 69v[* InSd  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 plY`lqm  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
2F[;Z*&  
4. 说明:光学元件 YTco;5/  
U "qO&;m  
jnoFNIW   
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 LEJ7.82  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 ,Wp0,>!  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 IrRn@15,  
 透镜材料为N-BK7。 }fo?K|Xx  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 y{eZrX|  
"Jp6EL%  
Hf/2KYZ  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 iK"j@1|  
IP1|$b}sq  
&\C{,:[  
 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)。 >Q~"/-bN)  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [)gvP'  
XKsG2>l-W  
6. 分光器的设置 hfvs' .  
m,u? ^W  
7#,+Q(2  
uREc9z `Q'  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 z^4\?R50yO  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 nDvny0^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 |jV4]7Luq  
RU `TzD  
7. 合束器的设置 `,(1'  
<EI'N0~KG  
,gU9y wg  
n20H{TA  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 )_EobE\  
 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。 ftq~AF  
,Z%!38gGsu  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 2597#O  
U gB  
r _r$nl  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 |y%pP/;&!  
应用示例详细内容 zck)D^,aO  
仿真&结果 :;" 3k64  
d*3R0Q|#{  
1. 结果:利用光线追迹分析 Pr<?E[  
vS<;:3  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 #G#gB   
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
>[xQUf,p  
"_)   
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 }qz58]fyx  
1'_OM h*;  
qrX6FI  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 3F}d,aB A  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 y i@61XI  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
72-@!Z0e  
6}ax~wYct  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 >5 5/@+^  
9 I RE@c  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 n? s4"N6  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 w#b~R^U  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 r9vC&pWZ  
nMc-kyl{  
4. 对准误差的影响:元件平移 hV8A<VT  
6 *8Ge  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 d&'6l"${  
 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。 -`?V8OwY]  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 i&LbSxUh9  
<b Ta88,)  
Hh@mIusj  
5. 总结 alu`T c~  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 wOk:Q4OjL  
5!cplx=<  
4. 仿真 d#z67Nl6  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 cL WM]\Y  
\R#XSW,  
5. 计算 E{Q^ZSV3B  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 v^E5'M[A  
|n &6z  
6. 研究 ?)PcYrV  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 nEn2!)$  
IaF79}^  
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。 LQQhn{[D  
tIvtiN6[|l  
扩展阅读 n+i}>3'A  
Q%>,5(_V]  
1. 扩展阅读 g{a0,B/j  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 @LmUCP~  
^Ta"Uk'  
 开始视频 Z2@&4_P  
- 光路图介绍 BW*zj=N%  
- 参数运行介绍 {l1;&y?  
- 参数优化介绍 S n+Yi  
 其他测量系统示例: kR_[p._  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) D6m>>&E['  
R`<E3J\*  
#\M<6n{  
QQ:2987619807
e'?(`yW>  
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