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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 ~<Lf@yu-{  
iZSSd{jO  
应用示例简述 }DM2#E`_  
 CMg83  
1. 系统说明 7GIv3Dc  
gOWyV@  
 光源 6Ss{+MF|v  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) I?Zs|A  
 元件 P5d@-l%}  
— 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 {&<}*4D  
 探测器 ,m"ztu-  
— 干涉条纹 f C^l9CRY  
 建模/设计 FSQ&J|O  
— 光线追迹:初始系统概览 <eh(~  
— 几何场追迹加(GFT+): K?;p:  
 计算干涉条纹。 bK].qN  
 分析对齐误差的影响。 Z*TW;h0ZQ3  
H3c=B /+  
2. 系统说明 t!T}Pg(Bo  
=Hx~]1  
参考光路 wU ; f   
)>Q 2G/@  
3. 建模/设计结果 0%qUTGj  
&S3W/lQs  
v\Wm[Ld  
4. 总结 wrO>#`Z  
R|CY4G j  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ?V{k\1A  
x<Zhj3  
1. 仿真 {.lF~cOu  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 Ds G *  
2. 计算 38m%ifh)  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 5i/E=D  
3. 研究 NI1HUUZz  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ZM vTDH!  
{\aSEE /'  
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。 9_Re,h  
6oP{P_Pxi  
应用示例详细内容 {IMzR'PN  
系统参数 ]v{fFmL  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 w}Upa(dU  
ZW?7g+P  
 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。 VRX" @uCD  
?:?4rIZ<  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Z0=m:h  
gr 5]5u  
2. 说明:光源 ?&"^\p  
_onp%*  
IPO[J^#Me  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 xplo Fw~  
 因此,相干长度大于1m <c ovApx  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 u!uDu,y  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 t%U[\\ic  
^-IsK#r.k  
\ZFQ?e,d  
` (D4gPW  
3. 说明:光源 R1.sq(z`  
Nr"N\yOA/  
%<?ciU  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 JQ_gM._3  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ,0Zn hS)kq  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 TJXraQK-=  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
]VWfdG  
4. 说明:光学元件 C|f7L>qe  
_g 4 /%  
<} yp  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 xD  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 I/Jp,~JT*  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 "F"_G  
 透镜材料为N-BK7。 g`OOVaB  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 wz+5 8(  
tin|,jA =  
b%;59^4AjD  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 sJb)HQ,7x  
9*KMbd ^T  
ay(!H~q_U  
 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)。 $W$# CTM  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 !&`\ LJ=j  
y5/6nvH_6  
6. 分光器的设置 ^ L ^F=qx  
ch>Vv"G>  
6B''9V:s  
-2& i)S0R  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 (.1 rtj  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 "W@XP+POAY  
 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 Yu^H*b  
+%wWSZ<#  
7. 合束器的设置 7"q+"0G  
`x} Dk<HF  
gKN}Of@^1  
0[lsoYUq  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 u<]mv  
 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。 s8_aL)@f  
!\0F.*   
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 -+}5ma  
_(6`{PWY  
6z3T?`}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)。 8PBU~mr  
应用示例详细内容 #+" 4&:my  
仿真&结果 e8WEz 4r_  
gcg>Gjp  
1. 结果:利用光线追迹分析 =4zNo3IvL+  
\&iil =H8!  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 =3|pHc hJ4  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
~o@\ n  
8?7kIin  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 i-,D_   
0/\PZX+  
bar0{!Y"  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 pp~3@_)b  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 hOPe^e"  
 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。
W|dpFh`  
yI8m%g%  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 mz\NFC<  
ZBX  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 3;a R\:p@w  
 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°。 ATXF,o1  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ptpW41t}^  
'y9*uT~  
4. 对准误差的影响:元件平移 `c"4PU^  
f=ac I|w  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 $n= O  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 (*,8KLV_i  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 r C_d$Jv  
M$Fth*q{GD  
S _!hsY  
5. 总结 ~G>jw"r  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Xb}!0k/{  
{-@~Q.&}v  
4. 仿真 BeK2;[5C  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 l'U1 01M>F  
.^i<xY  
5. 计算 ^m*3&x8  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 9ilM@SR  
}[ ].\G\G  
6. 研究 4`nqAX~'f  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 [O2h- `  
pOm@b `S%  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 qZaO&"q  
}A|))Ao|  
扩展阅读 McjS)4j&.  
%3M95UZ2  
1. 扩展阅读 |;P^clS3  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ]pnYvXf>!  
FV A UR  
 开始视频 x;u~NKy  
- 光路图介绍 1otspOy  
- 参数运行介绍 14  H'!$  
- 参数优化介绍 R"*R99  
 其他测量系统示例: -vV'Lw(  
- 迈克尔逊干涉仪
`(!NYx  
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