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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 9[~.{{Y  
w[vccARQ  
应用示例简述 L5:1dF  
]/p>p3@1C  
1. 系统说明 L8E4|F}  
"8) %XSb  
 光源 p1GP@m,^n0  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) Z1$ S(p=)L  
 元件 sOz {spA  
— 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 q(EN]W],  
 探测器 I=Y_EjZ D  
— 干涉条纹 sc-+?i  
 建模/设计 #3>jgluM'  
— 光线追迹:初始系统概览 wk?i\vm  
— 几何场追迹加(GFT+): >} Mw"   
 计算干涉条纹。 Nj?Q{ztS  
 分析对齐误差的影响。 >C{8}Lg-.  
Ya jAz5N  
2. 系统说明 6%9 kc+ 9  
_`*G71PS  
参考光路 K{Nj-Rqd  
s,mt%^x[  
3. 建模/设计结果 1uyd+*/(xP  
N3Q .4? z9  
r^E(GmW  
4. 总结 DgRn^gL{Q  
~md06"AYJ  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 wU/fGg*M2  
<}xgp[O  
1. 仿真 :v45Ls4J  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 6c>:h)?  
2. 计算 +s7w@  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 nXuy&;5TL,  
3. 研究 `.~*pT*u  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 h`vT[u~l  
#l*w=D?  
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。 c[3x>f0  
k8+U0J_{'  
应用示例详细内容 J}bLp Z  
系统参数 rNm_w>bq  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 Oku7&L1  
I !lR 7%  
 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。 "fN 6_*  
sw:a(o&$  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 *6}'bdQbNP  
~XXNzz ]?  
2. 说明:光源 AYsHA w   
g^#,!e  
N]ebKe  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 fC}uIci  
 因此,相干长度大于1m pI_:3D xe  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 @bAu R  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。  e?o/H  
0\k {v  
'!MKZKer  
tp"eXA0n  
3. 说明:光源 =<TJ[,h et  
ts,V+cEA  
,nV4%Aa  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 @ W,<8  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 mM{cH=  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ?O]RQXsZ2  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
I;UT; /E2  
4. 说明:光学元件 00r7trZW^  
CZ{7?:^f  
|v 1* [(  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 6y^GMlsI  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 R`Hy0;X  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 Uaj_,qb(  
 透镜材料为N-BK7。 6 =G=4{q  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 aej'cbO  
Y%}N@ ,lT  
5-&"nn2*}1  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ##alzC  
Cm"S=gV  
e3[Q6d&|  
 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)。 43O5|8o  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [1z.JfC :S  
wAL}c(EHO  
6. 分光器的设置 H_aG\  
pEW~zl  
ekmWYQ ~  
4_$.gO  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 @Q;s[Kg{!  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 m4'jTC$  
 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 qmvQd8|XR  
6mgLeeY  
7. 合束器的设置 2Je]dj4  
;=6EBP%  
k;qWiYMV  
D`Ka IqLz  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 h[<l2fy  
 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。 6)20%*[  
&rl;+QS  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Zp9kxm'  
2. {/ls  
64>CfU(  
 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)。 !?+q7U  
应用示例详细内容 T4[/_;1g  
仿真&结果 o)R<sT  
l/\D0\x2  
1. 结果:利用光线追迹分析 $TK= :8HY  
f/iMI)J  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 F!*GrQms  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
S_ ;r!.  
<$WS~tTz  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 Ed2A\S6tl  
{esb"beGLa  
m - hZ5 i  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 )+w1nw|m  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 }Gy M<!:  
 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。
}6=)w@v  
KDH<T4#x  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 kQQDaZ 8  
ED>a'y$f  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 Gzg3{fXl  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 7?y 7fwER  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 !]RSG^%s{  
)?c,&  
4. 对准误差的影响:元件平移 ;-;lM6zP  
yf4L0.  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。  ts=:r  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 pVrY';[,|  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 KC9e{  
 ,CuWQ'H  
%H,s~IU  
5. 总结 W8;!rFW  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 2i1xSKRYrD  
X8N9*v y  
4. 仿真 \xv(&94U  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 6]kBG?m0  
a/1;|1a.  
5. 计算 P8ZmrtQm  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 =  
dM P'Vnfj  
6. 研究 A^A)arJS  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 `(=Kp=b  
BMuEfa^  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 >xq. bG  
{<Gp5j  
扩展阅读 Xtz:^tg  
4v3gpLH  
1. 扩展阅读 s(J>yd=  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 i. (Af$  
0\X<vrW  
 开始视频 -B&(& R  
- 光路图介绍 :Jv5Flxl  
- 参数运行介绍 /kg#i&bP~  
- 参数优化介绍 w>=N~0@t  
 其他测量系统示例: 1 <+aF,  
- 迈克尔逊干涉仪
w^$C\bCbh  
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