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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 OOk53~2id  
W6_3f-4g  
应用示例简述 4a3f!G$  
+5({~2Lzvp  
1. 系统说明 oO UVU}H  
Z].>U!7W  
 光源 vuAAaKz  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) `8y &  
 元件 =  Oq;  
— 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 '[juPI(!  
 探测器 yNDyh  
— 干涉条纹 n `n3[  
 建模/设计 u!@P,,NY  
— 光线追迹:初始系统概览 tNUcmiY  
— 几何场追迹加(GFT+): {(tE pr  
 计算干涉条纹。 =x^I 5Pn  
 分析对齐误差的影响。 lo(Ht=d  
#!hpe^t  
2. 系统说明 _ssHRbE  
i#-Jl7V[a  
参考光路 Y3Qq'FN!I  
C>03P.s4c  
3. 建模/设计结果 t|y4kM  
E"" /dC:B  
.xk<7^ZD  
4. 总结 {jc~s~<#  
J%A`M\  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 nQP0<_S  
Q3/q%#q>  
1. 仿真 @qe>ph[UA  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 e;pNB  
2. 计算 lGM3?AN  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 _cJ{fYwYU  
3. 研究 7<tqT @c  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 P"]+6sm&es  
xUw\Y(!  
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。 &6:,2W&s  
JZv]tJWq  
应用示例详细内容 2h:f6=)r/u  
系统参数 woT"9_tN  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 L.Lt9W2fi  
cwD0 ~B  
 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。 K;97/"  
U'lD|R,g  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 q-o>yjT~  
QbNv+Eu5  
2. 说明:光源 ps [6)d)o  
C0fA3y72  
ljis3{kn""  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Nb8<8O ^  
 因此,相干长度大于1m czb%%:EJs|  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 TZP{=v<  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 N1Z8I:  
nn   
|HU qqlf  
%zD-gw>  
3. 说明:光源 o"FX+ 17  
c@^:tB  
Gu}x+hG  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ~ghz%${`  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ICTtubjV"  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ?.A|Fy^  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
I>3]4mI*a  
4. 说明:光学元件 dbuOiZ  
#-Rz`Y<&  
d-<y'GYw  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 )f!dG(\&#  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 6uXW`/lvX  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 ^sOm7S{  
 透镜材料为N-BK7。 Gh|!FRK[$  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 r:5Ve&~  
GufP[|7b-  
?|7+cz$g  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 :I'Ezxv|  
JAb?u.,Ns_  
LA?\~rh!  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 QO7:iSZJ  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 LJ/qF0L!H  
SN{*:\>,  
6. 分光器的设置 7 h1"8#X  
s4gNS eA  
r^E]GDz  
:]^P ^khK  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 M96( Rg  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ye|a#a9N  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 h*KHEg"+  
yUW&Wgc=:  
7. 合束器的设置 UBi4itGD  
mVK9NK  
k2uiu  
J=X% xb  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 =[K)<5,@  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 bX H^Bm  
p},Fwbl  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 qZJ*J+  
!"J#,e|  
GeaDaYh#T  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。  ;Z q~w  
应用示例详细内容 mrC+J*  
仿真&结果 klJ[ {p  
b'1d<sD  
1. 结果:利用光线追迹分析 z>33O5U  
"-n%874IT  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 MXF"F:-Kn  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
| NU0tct^  
!Gp3/<"Wy$  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 bfJ`}xl(8  
K`,d$  
U[QD!  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 OJsd[l3xR  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 s!'A\nVV1$  
 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。
7_40_kwJi  
~'2r&?=\  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 [b.'3a++  
>I& jurU#  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 q Iy^N:C2'  
 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%lHa??/ h  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 0R}Sw[M.  
\`/E !ub  
4. 对准误差的影响:元件平移 T5azYdzJy  
M> jBm .  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 %x6Ov\s2  
 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。 %md^S |  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 ZjZhz`  
lP*  
tw/#ENo  
5. 总结 #<wpSs  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 9c6GYWIFt&  
A6N~UV*_  
4. 仿真 (.,'}+1  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 Q+d.%qhc  
8pPC 9ew\=  
5. 计算 FKox0Jmh=  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 z]c,} Q  
a_{io`h3&  
6. 研究 hDljY!P>p  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 RM&H!E<#  
\- =^]]b=  
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。 R3j#WgltP  
'B3Wza.  
扩展阅读 nuSN)}b<Q  
eA?uny f2r  
1. 扩展阅读 5@czK*5  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 j/H>0^  
zg#m09[4  
 开始视频 GsIwY {d  
- 光路图介绍 d1V^2Hb?  
- 参数运行介绍 /o~qC<7  
- 参数优化介绍 Q1`<fD  
 其他测量系统示例: rFmKmV  
- 迈克尔逊干涉仪
%j'G.*TD  
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