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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 Ydd>A\v\;  
x~Esu}x7  
应用示例简述 XQoT},C  
N[D\@o  
1. 系统说明 It:QXLi;  
Xcpm?aTo  
 光源 b.u8w2(  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) &JQ@(w  
 元件 ;w&yGm  
— 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 _=M'KCL*)  
 探测器 [LEh  
— 干涉条纹 uEO2,1+  
 建模/设计 >^)5N<t?  
— 光线追迹:初始系统概览 \EfwS% P  
— 几何场追迹加(GFT+): >Ti2E+}[M  
 计算干涉条纹。 9^h%}>  
 分析对齐误差的影响。 K@u."eaD  
|ssIUJ  
2. 系统说明 (+v*u]w4  
[";5s&)q  
参考光路 '|R@k_nx  
z7}zf@Y-qv  
3. 建模/设计结果 8q LgB  
u! FSXX<  
?cxK~Y\  
4. 总结 ;Z~.54Pf{d  
0mi[|~x=  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 zi&d  
;GE u.PdxB  
1. 仿真 s5 'nWMo  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 !>);}J!e]  
2. 计算 (#"s!!b  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 NKh {iSLm  
3. 研究 wef^o"aP  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 r/<JY5  
4'=N{.TtO  
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。 n\p\*wb  
QYb?;Z  
应用示例详细内容 Oydmq,sVe(  
系统参数 +B|X k[  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 ">&:(<  
1@dx(_  
 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。 ~ J{{n_G{  
TRok4uc  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 XFe7qt;%  
)t=u(:u]  
2. 说明:光源 L=FvLii.  
Y-{BY5E.  
"kg$s5o  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 F}DD;K  
 因此,相干长度大于1m Y--8v#t  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 bD-Em#>  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 A+DYIS  
eV%bJkt.  
cTTE] ix]  
p>O< "X@  
3. 说明:光源 *?"{T;4u~O  
iRtDZoiD'  
zL}hFmh  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 jdf@lb=5l  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 I,3!uogn  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 4T E ?mh}  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
9?c^~77  
4. 说明:光学元件 -;-"i J0  
eF1%5;" W  
_q4m7C<  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 x@}Fn:c!5  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 @v=q,A8_  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 DdO '  
 透镜材料为N-BK7。 L:Eb(z/D  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 lM"7 Z  
e_-/p`9  
mK4|=Q  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 jtY~- @*  
;)a9Y?  
"6QMa,)D  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 1z:N$O _v  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 N|S xAg  
Q>yt O'v1  
6. 分光器的设置 TMsoQ82  
dhkpkt<G8  
V5 r7eC  
= h( n+y<  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。  gV kI=J  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Uk6!Sb  
 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 1?\Y,+  
0&@ pX~h:  
7. 合束器的设置 >6+K"J-@  
&N0|tn  
=rF8[Q0K  
I|z#Aoc  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 W F<V2o{k  
 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。 ZRfa!9vl  
7bS[\5  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 hM w`e  
.?RjH6W  
Z+(V \  
 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)。 7d)' y  
应用示例详细内容 {[ *_HAy7  
仿真&结果 1+($"$ZC&B  
edx'p`%d5  
1. 结果:利用光线追迹分析 Kf~+jYobO  
+~O{ UGB=  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 F\bI6gj  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
GR `ncI$z  
ze)K-6SKH  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 \S@6@ UGv  
9zd/5|W  
O]eJQ4XN<  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ' qE  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 taaAwTtk?A  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
n^#LB*q  
%WR"85  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 !3# }ZC2  
8ZfIh   
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 ZQA C &:  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 Dj"=kL0  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 [)n}!5fE  
oW6<7>1M7  
4. 对准误差的影响:元件平移 _B FX5ifK  
l&xD3u^G  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 . *xq =  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 WEAXqDjM  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 p5VSSvV\K  
%Oqe7Cx>+  
s;$TX304  
5. 总结 >+8I =S  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 IQ~7vk()  
l}c2l'  
4. 仿真 a@ }r[0O  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 4[0?F!%  
'fFdqsXr  
5. 计算 |/s2AzDD  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 JZxF)] ^  
tuV?:g?  
6. 研究 (`? snMc  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 5zna?(#}  
Qp&yS U8  
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。 SJ^?D8  
7#qL9+G  
扩展阅读 6*33k'=;F  
X.9MOdG70  
1. 扩展阅读 '$-,;vnP0  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ~ O=|v/]  
T<k1?h^7  
 开始视频 fhx:EZ:~  
- 光路图介绍 =c^=Yvc7U  
- 参数运行介绍 kA=~ 8N  
- 参数优化介绍 L b;vrh;A  
 其他测量系统示例: E9 q;>)}  
- 迈克尔逊干涉仪
}(EOQ2TI  
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