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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 -T2~W!  
-E6Jf$  
应用示例简述 sk~za  
-Uzc"Lx B  
1. 系统说明 Ok*VQKyDLH  
?6 8$3;  
 光源 c=jcvDQ6W  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) ]#vWKNv:;  
 元件 chKF6n  
— 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 |VTWw<{LX  
 探测器 >BJ2v=R A  
— 干涉条纹 M_qP!+Y  
 建模/设计 +]A+!8%Z  
— 光线追迹:初始系统概览 5tN%a>D%  
— 几何场追迹加(GFT+): B1x'5S;Bq  
 计算干涉条纹。 $eK8GMxZ#  
 分析对齐误差的影响。 nsZDZ/jx  
^:qpa5^"  
2. 系统说明 : [A?A4l  
D_O5k|-V  
参考光路 7J0 ^N7"o  
'wCS6_K  
3. 建模/设计结果 )W[KD,0+j  
5JQd)[Im  
3Qqnw{*  
4. 总结 HT{F$27W  
' %bj9{(0  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 p3V9ikyy  
UeMnc 5y  
1. 仿真 g|tNa/  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 !JT< (I2  
2. 计算 " 7l jc  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 p6<E=5RRd1  
3. 研究 &i4 (s%z#  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 zi?qK?m  
j)6@q@P/  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 p +u{W"I`  
ph Wc 8[Q  
应用示例详细内容 =_#ye}E  
系统参数 #]?,gwvTf  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 ,$hQ(yF  
$-C6pZN(X  
 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。 (1j(* ?2  
;s}-X_O<  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 I>N-95  
Iu=pk@*O  
2. 说明:光源 y}(_SU  
[VfL v.8w  
B| $\/xO  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 V/QTYy1  
 因此,相干长度大于1m ,gAr|x7_  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 yrxx+z|wR  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 ?TL2'U|M  
]=$-B  
x]yHBc  
iqU.a/~y  
3. 说明:光源  y)N.LS  
&*V0(  
&%_y6}xIw  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 S*~Na]nS0  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 LM'*OtpDG  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 zJB+C=]D7H  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
:Olj  
4. 说明:光学元件 ~Mg8C9B?%3  
@B>%B EC  
Ymrpf  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 @O  @|M'  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 \K4CbZ,.  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 "K4X:|Om"  
 透镜材料为N-BK7。 t<KEx^gb  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 D7Rbho<  
ie$fMBIq  
<.y^  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 p ] $  
Tko CyD9  
@=aq&gb  
 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)。 ;6\Ski0=l  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 tZJ 9}\r  
~' PS|  
6. 分光器的设置 tyG nG0GK  
0X S' v,|  
#nMP (ShK  
*y[~kWI  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 =8VJ.{xy_e  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 ^<5^9]x  
 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 f|[5&,2<  
c'wU O3S  
7. 合束器的设置 sDh6 Uk  
' /@!"IXz  
?tal/uC  
a#^4xy:  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 LcQ\?]w`]  
 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。 _UbR8  
o^.s!C%j  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 TF ([yZO'  
OU Yb-  
4*ty&s=5OJ  
 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)。 w~FO:/  
应用示例详细内容 A%sxMA!K,  
仿真&结果 K\%"RgF@&  
ZP G8q  
1. 结果:利用光线追迹分析 ="[+6X  
]cO$E=W  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 JY,l#?lM{  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
[]]LyWk  
(*^E7 [w  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 0UAr}H.:  
^Qb!k/$3y  
Pq_ApUZa  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 1>O0Iu  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 h 19.b:JT  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
HN&vk/[  
fPuQ,J2=  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 V'| g  
tX2>a  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 y O9pEO|W  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 -<VF6k<  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 zj$Z%|@$  
EXM/>PG  
4. 对准误差的影响:元件平移 !nD[hI8P  
`S!uj <-  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 3 T#3<gqM[  
 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。 @5nkI$>3z  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 p44uozbK  
~'YSVx& )  
W9V=hQ2  
5. 总结 K|' ]Hje\  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 98%a)s)(a  
 ^O\1v  
4. 仿真 l9Cy30O6  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 cF>;f(X  
XS~w_J#q  
5. 计算  9%hB   
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 f \%X 7.  
:$@zX]?M  
6. 研究 kO\&mL& qD  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移  x+j/v5  
mjJlXA  
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。 7!d<>_oH  
oGjYCVc  
扩展阅读 | r*1.V(  
Lm2cW$s  
1. 扩展阅读 N pIlQaMo4  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 q\b9e&2Y  
~#xs `@{s  
 开始视频 ZCq\Zk1O&  
- 光路图介绍 K^p"Z$$  
- 参数运行介绍 ^|axtVhMO  
- 参数优化介绍 m>m`aLrnb  
 其他测量系统示例: Sf8Xj |u  
- 迈克尔逊干涉仪
fwGz00C/U  
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