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infotek 2023-04-12 08:26

使用相干光模拟马赫泽德干涉仪

测量系统 # hvLv  
dXR 70/  
应用示例简述 PF5;2  
ns`|G;1vv  
1. 系统说明 Ln/6]CMl  
DtkY;Yl  
 光源 ;O` \rP5w  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) P9h]B u  
 元件 *c'nPa$+|S  
— 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 Fr/3Qp@S  
 探测器 _hT-5)1r  
— 干涉条纹 8l,`~jvU!*  
 建模/设计 ivL}\~L  
— 光线追迹:初始系统概览 #Ezq}F8Y  
— 几何场追迹加(GFT+): _cra_(b  
 计算干涉条纹。 Z^?1MJ:`  
 分析对齐误差的影响。 b=[gK|fu  
#>~<rcE(  
2. 系统说明 )wkh  
hm#S4/=#  
参考光路 \\;i  
V mxVE=l  
3. 建模/设计结果 *=UxX ] 0y  
V/w:^@5+p  
Q|40 8EM  
4. 总结 )X*?M?~\  
g%()8QxE1  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 c32IO&W4  
 !]]QbB  
1. 仿真 4u} "ng   
以光线追迹对干涉仪的仿真。 h%'4V<V  
2. 计算 2uonT,W  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 x:'M\c7  
3. 研究 cI}qMc  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 e1Kxqw7  
"-aak )7w  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 v=!Ap ; 2L  
:|hFpLt  
应用示例详细内容 9=,^^,q  
系统参数 rGb7p`J  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 |Z%I3-z_DS  
Hg8n`a;R  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 D(3\m)  
a& >(*PQ  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 z{h#l!Edh  
8`bQ,E+2  
2. 说明:光源 /18Z4TA  
Hx;ij?  
LxqK@Q<B  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 5rG&Z5  
 因此,相干长度大于1m .Q'/e>0  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 ^X2U A{  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 3{e7j6u\  
JTT"t@__  
cSdkhRAn  
-rE_pV;  
3. 说明:光源 Z4S0{:XY  
s|3@\9\  
YG2rJY+*  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 *2MM   
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 cY/!z  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 -fF1vJ7L  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
f"XFf@!  
4. 说明:光学元件 k~|nU  
0,)Ao8  
y/' ^r?  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ~50b$];y  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 L||_Jsu  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 8?qEv,W  
 透镜材料为N-BK7。 .H1 kl)~V  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 BoZ G^  
tT7< V{i4  
gI^);J rTE  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 $V"NB`T  
StUiL>9T#  
W#cr9"'Ta  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 X1*6qd+E  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 F",]*> r  
:SxOQ(n  
6. 分光器的设置 W":is"  
mT N6-V  
jF}zv  
wK 8/`{B9  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 |_l\.  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 33d86H% ;  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 x}TDb0V  
lD09(|`  
7. 合束器的设置 v4L#^Jw(^p  
<}pwFl8C)  
\Cx) ~bq<  
V43pZ]YZ>  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 t+0&B"  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 w>I>9O}(`  
+Ux)m4}j  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 RL>Nl ow  
I`h9P2~  
W5-p0,?[6  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ]UnZc  
应用示例详细内容 7BCCQsz<  
仿真&结果 }~lF Rf  
hCO*gtA)M  
1. 结果:利用光线追迹分析 ).eT~e Gj  
*iF>}yhe  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ]I"oS?  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
/:>f$k4~h  
L>{E8qv>w  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 JJ56d)37.  
BQf}S +  
zMX7 #,  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Oa~t&s  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 N s9cx  
 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。
VL"ZC:n)-  
!m pRLBH  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 MoA2Cp;8X  
ro37H2^Ty  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 mLD0Lu_Ob3  
 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°。 D_O%[u}  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 oUZwZ_yKW  
kgK7 T  
4. 对准误差的影响:元件平移 uc%75TJ@  
3a#637%  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 EA75 D&>I  
 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。 #e&j]Q$Eh  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 1o o'\  
|LKhT4rE  
Z!6\KV]  
5. 总结 7&NRE"?G  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 D>c%5h  
k(\HAIW  
4. 仿真 1*?IDYB  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 T~Jl{(s9)  
'O]_A57  
5. 计算 ,e>C)wq;  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Opmb   
^/R@bp#<  
6. 研究 ,{itnKJC  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 dT,X8 "  
X =S;8=N  
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。 fJOU1%  
9{i6g+  
扩展阅读 \ ;Hj,z\  
+Qu~UK\   
1. 扩展阅读 B/E1nBobC  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 wx(| $2{h  
/lttJJDU  
 开始视频 (0D0G-r:  
- 光路图介绍 Q( AOKp,F  
- 参数运行介绍 4,FkA_k  
- 参数优化介绍 e@k ti@ZJ  
 其他测量系统示例: 'n4zFj+S  
- 迈克尔逊干涉仪
}?*:uf  
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