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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) ,`^B!U3m   
S3MMyS8  
应用示例简述 }C}~)qaZv+  
sI@m"A  
1. 系统说明 zob^z@2  
O9r3^y\>I  
 光源 gkI(B2,/  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) ?#<Fxme  
 元件 fS>W-  
— 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 %Fa/82:- "  
 探测器 q+19EJ(  
— 干涉条纹 wlAlIvIT  
 建模/设计 0 oEw1!cY  
— 光线追迹:初始系统概览 V);{o>%.K  
— 几何场追迹加(GFT+): 0F1 a  
 计算干涉条纹。 zg.'  
 分析对齐误差的影响。 `5r*4N<  
z. VuY3  
2. 系统说明 =V5<>5"M?  
);kO2 7dg  
参考光路 1U;je,)  
6m_Y%&   
3. 建模/设计结果 `ihlKFX  
al F*L  
czi$&(N0w$  
4. 总结 }9/30  
"6[' !rq0  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 rqxoqcZ  
Dq)V] Zx  
1. 仿真 [D[s^<RJs  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 MG*#-<OV.  
2. 计算 #|v\UJ:Pf/  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 @N7X(@O  
3. 研究 S`8 h]vX  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Pz,kSxe=  
IiHl"2+/  
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。 /1zi(z   
cWl  
应用示例详细内容 >)=FS.?]  
系统参数 "A~\$  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 "diF$Lj  
&{!FE`ZC_  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 b2aPo M=  
EA7 8&  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ^Y8?iC<+  
 \U(qv(T  
2. 说明:光源 :;cKns0OA  
"EQ`Q=8  
H{VVxj  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 SQDllG84E  
 因此,相干长度大于1m Jt\?,~,  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 8)s}>:}  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 1.+0=M[h  
m=jxTZK  
-|\V'  
26B]b{Iz{  
3. 说明:光源 #K.OJJaG  
@Hw#O33/'  
_Jx.?8  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。  F"FGPk  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 mHrt)0\_  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 *v 1hMk  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
NYA,  
4. 说明:光学元件 `wj<d>m  
{'C PLJ{R  
8iaP(*J  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 9_)*b  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 qF C0$:z&  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 @W[`^jfQ  
 透镜材料为N-BK7。 :*u .=^  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 w[}5qAI5*f  
Q'/v-bd?o  
ShbW[*5  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 s_S[iW`l=  
?9'Ukw` g  
lqh+yX%*  
 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)。 `n7*6l<k~4  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 |l'BNuiU  
:l ~Wt7R  
6. 分光器的设置 hC2@Gq  
i eQQ{iGJH  
_Cn[|E  
wg?GEY  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 -X BD WV  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 gg $/  
 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 $L%gQkz_  
z/Z 0cM#  
7. 合束器的设置 @c,Qj$\1  
7vO3+lT/Y;  
9>?3FMKdY  
'*gY45yT`  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 MG6taOO!  
 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。 hDBVL"  
;U$Fz~rJ  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 FbO\#p s  
x h|NmZg  
-=5]B ;  
 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)。 OwRH :l  
应用示例详细内容 Y,0D+sO4  
仿真&结果 R8ZI}C1  
]$7dkP  
1. 结果:利用光线追迹分析 #$k6OlK-r"  
.YOC|\  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 %z1y3I|`[t  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
Eci,];S7  
X'[93 C|K  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 f-]5ZhM'  
U4PnQ K,  
luLt~A3H$  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 =XAFW  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 jiAKV0lX W  
 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。
i_<Uk8  
.zDm{_'  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 ; (0<5LQ  
J+IkTqw  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 XNZW J  
 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°。 ?VM4_dugf  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Q--Hf$D]H  
zNg8Oq&  
4. 对准误差的影响:元件平移 2o5Pbdel  
L`"B;a&  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 %N.qu_,IZ  
 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。 -%I 0Q  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 #0*OkZMt  
znVao %b  
@x u/&pbI  
5. 总结 P`ZYm  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 zI$24L9*  
@-d0 ~.S  
4. 仿真 Ic!8$NhRS  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 LA\)B"{J  
bi =IIVlH  
5. 计算 >S]_{pb  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 RlW7l1h&  
Wa{()Cz  
6. 研究 *U{E[<k{  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 3d_PY,=1  
HW,2x}[  
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。 *d%U]Hby,  
xW hi>  
扩展阅读 9bE/7v  
)U$]J*LI  
1. 扩展阅读 heF<UMI  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 P. V #  
=5 zx]N1r  
 开始视频 PNn- @=%  
- 光路图介绍 Q|3SYJf  
- 参数运行介绍  fa=OeuI  
- 参数优化介绍 0SJ7QRo|K  
 其他测量系统示例: "@h 5 SF  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) utJz e  
fD>0  
"?[7oI}c&  
QQ:2987619807
kJy bA  
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