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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 9B=1 Yr[  
% O%xpSYr  
应用示例简述 0x~`5h  
="'- &  
1. 系统说明 vq>l>as9O  
/_*>d)  
 光源 <lj\#'G3  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) !re1EL  
 元件 [/$N!2'5  
— 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 +EkW>$  
 探测器 7&+Ys  
— 干涉条纹 10O$'`  
 建模/设计 K9|7dvzC:  
— 光线追迹:初始系统概览 {Uq:Xw   
— 几何场追迹加(GFT+): Gx'TkU=  
 计算干涉条纹。 >qh?L#Fk  
 分析对齐误差的影响。 2f,2rW^i  
rMp9jG@3   
2. 系统说明 x_!ZycEa  
PJ q yvbD  
参考光路 o@k84+tn(  
zOB=aG?/  
3. 建模/设计结果 dR+1aY;  
M_|> kp  
ROdK8*jL  
4. 总结 $$1qF"GF  
#/ "+  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 lddp^ #f  
4["&O=:d  
1. 仿真 J/W{/E>;  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 jd:B \%#![  
2. 计算 H%}IuHhN)  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 IIz0m3';+  
3. 研究 0rE(p2  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 nE|@IGH  
yL1CZ_  
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。 _[K#O,D,  
i::\Z$L";i  
应用示例详细内容 thW<   
系统参数 lMifpK  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 9|W V~  
I021p5h|  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 %2l7Hmp4H  
x\@*6 0o  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 (@sp/:`6  
w4:\N U  
2. 说明:光源 "!UVs+)]  
!<n"6KA.  
P0GeZ02]  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ,,<PVTd  
 因此,相干长度大于1m d- E4~)Qy  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 !Pj/7JC0  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 @aG&n(.!u*  
r':TMhzHq?  
=VP=|g  
8E^@yZo{  
3. 说明:光源 u{f* M,k  
(lH,JX`$a  
;%!m<S|%k  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 v3RcwySk  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 >_ \<E!j  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Q(@IK&v  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
I9y.e++/  
4. 说明:光学元件 #Gf+=G  
GA3sRFZdQ  
Iw=Sq8  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 EeQ5vqU  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 j|(Z#3J  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 &jQ?v@|1c  
 透镜材料为N-BK7。 #gbH^a'  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ~6[*q~B  
a}nbo4jK  
mxG]kqi  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 g:)DNy  
`sHuM*  
LLAa1Wq  
 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)。 3`V1XE.;  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 e 9$C#D> D  
j2n,f7hl.  
6. 分光器的设置 Sr.;GS5i  
rP=sG;d  
{bNXedZ\  
Cpl;vQ  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 !dcwq;Ea  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 j6}R7 $JR  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 N=1JhjVk"  
3 /6/G}s  
7. 合束器的设置 TCVl8)j  
jx`QB')kX  
3tS~:6-/  
C*6S@4k  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 u' Qd,  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 vwGeD|Fb5  
E8}+k o  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 A7XnHPIw  
(&\aA 0-}H  
Uu p(6`7  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 &Vk; VM`5  
应用示例详细内容 PH4%R]{8{  
仿真&结果 MQ/ A]EeL  
Q[ieaL6&  
1. 结果:利用光线追迹分析 rw%l*xgX  
Z'v-F^  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 "dh:-x6  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
><?BqRm+  
[Gr*,nVvB  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 >um!Eo  
xl4=++pu)  
BNGe exs@  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 ww d'0P`/  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 SpTdj^]4>  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
L):U"M>]=  
*gsAn<  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 ZFh+x@  
@$@mqHI}  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 $A\m>*@  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 @]CF&: P A  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 < a rZbM  
QGnxQ{ko  
4. 对准误差的影响:元件平移 "kW!{n  
-f(/B9}  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 wOgE|n  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 %kI} [6J_  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 ;-mdi/*g  
%Q|eiXD  
B33$ u3d  
5. 总结 %oykcf,#  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 :Waox"#=g  
9|r* pK[  
4. 仿真 i^Ut015q%  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 L-i>R:N4  
3C>qh{z"  
5. 计算 `i!wq&1g7  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Sq]pQ8  
j} HFs0<L  
6. 研究 8pZ< 9t'  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 1cN')"  
G&{HTYP  
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。 PK6iY7Qp)  
*U7 %|wd  
扩展阅读 cL7g}$W $  
<EX7WA  
1. 扩展阅读 0OZMlt%z  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ReB7vpd  
x!TZ0fq0  
 开始视频 ,32xcj}j)r  
- 光路图介绍 )6oGF>o>  
- 参数运行介绍 hXL|22>w<  
- 参数优化介绍 ('k<XOi  
 其他测量系统示例: o=+Z.-q  
- 迈克尔逊干涉仪
lvSdY(8  
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