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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 X-TGrdoX  
"5sA&^_#_  
应用示例简述 }Ya! [tX  
7-~)/7L  
1. 系统说明 gMkSl8[  
Km,o+9?1gF  
 光源 VEn3b  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) U0{)goN.  
 元件 f\.y z[  
— 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 |3Oyg?2  
 探测器 &?Q^i">cZ  
— 干涉条纹 &rPAW V'v  
 建模/设计 w9O!L9 6  
— 光线追迹:初始系统概览 b0f6p>~q^  
— 几何场追迹加(GFT+): -p>1:M <  
 计算干涉条纹。 X7`-dSVE  
 分析对齐误差的影响。 B I3fk  
!"Q%I#8uh  
2. 系统说明 )& Oxp&x  
|JHNFs  
参考光路 V |}9bNF  
4gNN "  
3. 建模/设计结果 S7#dyAX8  
y;<suGl  
-/0\_zq7  
4. 总结 hN]l $Ct  
&/)B d%  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 $|3zsi2  
UwF-*(#41  
1. 仿真 p|mFF0SL  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ]*lZFP~  
2. 计算 6akI5\b  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 )Ho"b  
3. 研究 uozq^sy  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Rt&5s)O'  
m.1-[2{8~  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 %iEdUV\$  
0chpC)#Q3;  
应用示例详细内容 Tcc83_Iq  
系统参数 P3Lsfi.  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪  G +41D  
c_M[>#`  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 V@b7$z  
X"r.*fb;N  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 WWZ<[[ >  
/4c`[  
2. 说明:光源 bR~(Ry`  
x;E/  
m{X{h4t  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 KF1iYo>p  
 因此,相干长度大于1m kD%MFT4  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 Dykh|"  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 !k*B-@F  
U1E@pDH  
5dN>Xjpu  
\/;c^!(<  
3. 说明:光源 =N{?ll6x7g  
YGLq ~A  
!t"/w6X1I  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Ka-o$o[^u`  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 &B[*L+-E  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 .KC V|x;QW  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
Qj_)^3`e  
4. 说明:光学元件 bPP@  
?YZgH>7"  
ecJjE 56P  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 z~3ubta8(@  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 sCzpNJ"8  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 3%1wQXr0  
 透镜材料为N-BK7。 M:%g)FgW  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 FK~wr;[  
9< 07# 8c.  
<3@nv%  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 24? _k]Y  
]GY8f3~|{  
L FJ@4]%V  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 7sOAaWx  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 ~K3Lbd| r  
V*Fy@  
6. 分光器的设置 hLgX0QV  
#-G@p  
C=q&S6/+  
*P/A&"i[E  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 % R25,  V  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 8w:mL^6x  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 (:`4*xK  
@S}j=k  
7. 合束器的设置 W$SV+q(rT  
H%U  
z[QDJMt>  
JkT!X  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 \EoE/2"<  
 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。 \:1$E[3v  
bF_0',W  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 "i/GzD7`n  
z8}QXXa  
U= f9b]Y  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ?;`GCE  
应用示例详细内容 >h#juO"  
仿真&结果 k# Ho7rS&  
S$fS|N3]%  
1. 结果:利用光线追迹分析 /ZabY  
Ezew@*(  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 )rj!/%  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
.U|'KCM9m  
_zM?"16I}  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 UMd.=HC L  
6IT6EkiT  
kjV>\e  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ">1wPq&  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 e\[q3J  
 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。
5!Y\STn  
1z&"V}y  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 Qfy_@w]  
x+6z9{O  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 M$ieM[_T  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 P}gtJ;  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 AU`z.Isf  
uuFQTx))  
4. 对准误差的影响:元件平移 ?;P6#ByR  
;ZI8vF b  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 }DjVZ48  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 RPeH[M^  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 p7`9 d1n  
Y]`=cR`/"  
k}<H  
5. 总结 P8dMfD*"E  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 zFO0l).  
} #e=*8F7  
4. 仿真 7lwI]/ZH*  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 Y iuV\al  
"OI$PLK  
5. 计算 2RNee@!JJP  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 2oahQ: }B  
UQh.o   
6. 研究 a9NuYYr,h  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Z|a*"@5_  
[&&#~gz  
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。 iCiKr aW  
By7lSbj  
扩展阅读 v ,h"u  
=*ErN  
1. 扩展阅读 %{r3"Q=;W  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 b&h'>(  
 bV(BwWm  
 开始视频 6%6dzZ  
- 光路图介绍 {e2ZW]  
- 参数运行介绍 !f AvxR  
- 参数优化介绍 |-/@3gPO  
 其他测量系统示例:  jMI30  
- 迈克尔逊干涉仪
Fng  
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