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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 IJk<1T7:(W  
?'^dYQ4  
应用示例简述 QB<~+d W  
c>b{/92%  
1. 系统说明 oIv\Xdc81  
^JY,K  
 光源 #/ HQ?3h]  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) j2`%sBo  
 元件 Fql|0Fq  
— 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 1wLEkp!~  
 探测器 s(8e)0Tl  
— 干涉条纹 VT2f\d[Q  
 建模/设计 j58'P 5N  
— 光线追迹:初始系统概览  jAxrU  
— 几何场追迹加(GFT+): X<<FS%:+  
 计算干涉条纹。 zrL+:/t  
 分析对齐误差的影响。 y41~  
gXvE^fE  
2. 系统说明 ,DD}o  
D}OhmOu 3  
参考光路 >9Z7l63+}  
.c]@xoC  
3. 建模/设计结果 )?<V-,D  
7{Zs"d{s  
Vs9]Gm  
4. 总结 EQVa8xt/C  
6$&%z Eh  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Zq{TY)PI]  
}q=tg9  
1. 仿真 4O7 {a  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 * zc[t  
2. 计算 9dwLkr  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 @;7Ht Z`  
3. 研究 _BI[F m  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 o]aMhSol  
]VoJ7LoCZ'  
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。 cuh Z_l  
/kV5~i<1S  
应用示例详细内容 Y'Yu1mH)  
系统参数 OU[ FiW-E  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 i?D)XXB85  
'iX y?l  
 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。 @}io K=A  
SedVp cb+  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Ao, <G.>R  
4k)0OQeW6  
2. 说明:光源 59H~qE1Md  
D22A)0+_  
$msf~M*  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 scPvuHzl  
 因此,相干长度大于1m  @7J;}9E  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 ]<k+a-Tt  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 BeFXC5-qat  
_xGC0f (  
({mlA`d]  
Z@i,9 a  
3. 说明:光源 3il/{bgM  
5z Pn-1uW  
3Qd%`k  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ~iJ@x;`  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 oO9yI^  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ,S?M;n?z_  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
f@ .s(i=z  
4. 说明:光学元件 QPX3a8w*  
|N0RBa4%  
.$xTX'  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 *0z'!m12  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 .xe+cK  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 G|j8iV O  
 透镜材料为N-BK7。 vk<4P;A(G  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。  #zg"E<  
S$qpClXS,  
.q'{ 3  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Hm]\.ZEy  
Bkdt[qDn5P  
?I7%ueFY  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Nc*z?0wP  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 5UvqE_  
;O {"\H6  
6. 分光器的设置 C~"b-T  
|3Bms d/3  
tJpK/"R'  
lI;ACF^  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 S5e"}.]|  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 0F<$Zbe2B  
 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 mA4]c   
Jm-bE 8b  
7. 合束器的设置 u2cDSRrqT  
V"8w:?  
 6Ok]E`  
gb/<(I )  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 !BN@cc[%  
 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。 z0?IQzR^T  
`vD.5  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 QW2SFpE  
U4h5K}j4  
< mp_[-c  
 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)。 FvDi4[F#  
应用示例详细内容 "ed A  
仿真&结果 Jm,tN/o*  
$t.M `:G  
1. 结果:利用光线追迹分析 ?D=C8EX  
j7b4wH\#  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 j>Cp4  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
d8&T62Dnd4  
fy={  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 MbXtmQ%C8  
MGH2z:  
qD{~QHDa  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 =$uSa7t#  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 =a(]@8$!1  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
4}Yn!"jW&  
iIc/%< ;  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 /#!1  
&S8,-~U  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 [!U! Z'i  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 m=V69 a#  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Cps' l  
5?8jj  
4. 对准误差的影响:元件平移 !H~PF*,hY  
oq2-)F2/  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 UL`% Xx  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 ^IO\J{U{"x  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 }B&+KO)  
#M|q}jA|  
8p PQ   
5. 总结 rtz  ]PH  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 t]8nRZ1  
'k/:3?R  
4. 仿真   9EWw  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 =" pNE#  
R6\|:mI,$  
5. 计算 A5RM&y  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 cq}i)y  
1Sd<cOEd  
6. 研究 ;Hn>Ew  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 CQH^VTQ  
TbgIr  
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。 c=33O,_  
t""d^a#Dp  
扩展阅读 Gp2C wyv  
Q$A;Fk}-  
1. 扩展阅读 qEM,~:lTn  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 *.!532 7  
lfqsoIn;  
 开始视频 ,D\}DJ`)C  
- 光路图介绍 'SKq<X%R;  
- 参数运行介绍 fk\hrVP  
- 参数优化介绍 `_(N(dm  
 其他测量系统示例: %!]CP1S  
- 迈克尔逊干涉仪
>w#&fd  
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