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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 @` Pn<_L  
: 8>zo  
应用示例简述 _4) t  
Uv[a ~'  
1. 系统说明 oQh;lb  
> "rM\ Q  
 光源 1@{ov!YB]  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m)  kSEA  
 元件 VRY(@# q  
— 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 |sr\SCx  
 探测器 K_Y{50#  
— 干涉条纹 *JX$5bZsI  
 建模/设计 }iDRlE,  
— 光线追迹:初始系统概览 ,=CipL9]  
— 几何场追迹加(GFT+): ){P`-ZF  
 计算干涉条纹。 |-vyhr 0  
 分析对齐误差的影响。 MF.!D;s  
9~j"6wS  
2. 系统说明 V0m1>{  
R5QW4i9  
参考光路 xib}E[-l#  
6!0NFP~b  
3. 建模/设计结果 En7+fQ  
5!9y nIC+>  
!-T#dU  
4. 总结 32+N?[9 *  
H#GR*4x  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 h(nE)j  
p&Nav,9x  
1. 仿真 f 5bX,e)!  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ApSseBhh  
2. 计算 %LC)sSq{H  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 W:n\,P  
3. 研究 )x [=}0C  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 l2W+VBn6  
bS:$VyH6  
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。 jo"+_)]  
< hy!B4  
应用示例详细内容 &/uakkS  
系统参数 =3hJti9[  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 M6cybEk`  
PC@H Nto{  
 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。 =>Ae]mi 7  
Us "G X_  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 R-n%3oh  
1G`5FU  
2. 说明:光源 sR PQr ?  
moVf(7  
:W&kl UU"  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 :.H@tBi*E  
 因此,相干长度大于1m r{yIF~k@  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 8z=o.\@  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 D.AiqO<z  
P >0S ZP  
#F .8x@  
hHw1<! M  
3. 说明:光源 )I<VH +6  
A+Je?3/.  
X+emJ&Z$@  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 K'e!BZm6Q  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 zXGI{P0O  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 &C,]c#-+  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
rf$[8d  
4. 说明:光学元件 %E, -dw  
!Y^$rF-+  
{XhpxJ__  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Vas Q/  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 .q]K:}9!\  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 Jz;`L3m  
 透镜材料为N-BK7。 <0`"vPU  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 &U.y):  
>>J!|  
,,9vk\  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ~|KMxY(:  
QBoX3w=  
`n|k+tsC  
 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)。 5hCfi  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 d9 8pv%  
&:+_{nc,  
6. 分光器的设置 T?__  
=g@hh)3wP  
Pt;\]?LVrD  
+xmZK<{<  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 wAb_fU&*  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 C$c.(5/O  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 p|*b] 36  
[iSLn3XXRX  
7. 合束器的设置 t^9q>[/d`  
10/3-)+  
0j/i):@  
FUPJ&7+B  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。  -gS/  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 VxAR,a1+n  
{24Pv#ZG#^  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 D3 E!jQ1  
;#"`]khd  
0$nJd_gW_  
 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)。 KQqQ@D&n  
应用示例详细内容 @1[LD[<  
仿真&结果 b}q,cm  
Fn%:0j  
1. 结果:利用光线追迹分析 ==j3 9  
PsD]gN5"  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 :Ws3+OI'm3  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
V'?nS&,i  
/L[:C=u  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 g(;ejKSR  
IPE(  
CUw 9aH  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 I`KN8ll  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 eS Fmx  
 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。
Bp6Evi  
vqxTf)ys  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 \J\1i=a-=  
QnOa?0HL/  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 ~E`A,  
 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°。 86} rz  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 \S2'3SD d/  
d ly 08 74  
4. 对准误差的影响:元件平移 )I}G:bBa  
n:!J3pR  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 Y2D) $  
 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。 C,z]q$4  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 W]*wxzf!5z  
FRF}V@~  
rC*nZ*  
5. 总结 /iQ>he~fy  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 i\eykYc,  
Rx<pV_|H,  
4. 仿真 U&a]gkr  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 nMbV{h ,  
Cw2+@7?|  
5. 计算  G0&w#j  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 q B 2#EsZ  
) D`_V.,W  
6. 研究 ?3, *  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 LOYv%9$0*p  
(6+0U1[Iz  
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。 ^~I  
J)[(4R>  
扩展阅读 tr}$82Po  
*ZEs5`x  
1. 扩展阅读 5m3sjcp_  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Te13Af~  
d16 PY_  
 开始视频 Te/)[I'Tn  
- 光路图介绍 s`2o\]  
- 参数运行介绍 Z n!SHj  
- 参数优化介绍 /L8=8  
 其他测量系统示例: \dMsv1\  
- 迈克尔逊干涉仪
=w5w=qB  
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