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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 \hpD  
>'4Bq*5>  
应用示例简述 lg_X|yhL  
tSK{Abw1B  
1. 系统说明 l][{ #>V  
.l$'%AG:~  
 光源 &D, gKT~  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) "V!y"yQ  
 元件 rWKc,A[  
— 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 #wH<W5gSZ  
 探测器 {8Jr.&Y2  
— 干涉条纹 &]gw[ `  
 建模/设计 CN6@g^)P  
— 光线追迹:初始系统概览 V_JM@VN}Kk  
— 几何场追迹加(GFT+): LyM"  
 计算干涉条纹。 qP<wf=wY  
 分析对齐误差的影响。 n5i#GvO^  
OHixOI$O  
2. 系统说明 f5jxF"oGNo  
H~1&hF"d  
参考光路 J_A+)_  
(Hqy^EOZ  
3. 建模/设计结果 @RW=(&<1  
Gj]*_"T  
j_ dCy  
4. 总结 6; g_}Zx  
SXn\k;F<  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 F;l*@y Tq  
8KKI.i8`  
1. 仿真 5/-{.g   
以光线追迹对干涉仪的仿真。 4:Adn?"  
2. 计算 "*O(3L.c-  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 :K{!@=o  
3. 研究 4J3cQ;z  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 1Wzm51RU  
yD|He*$S  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 %lsk> V  
W$=MuF7R  
应用示例详细内容 #w3cImgp2  
系统参数 )N!-g47o%#  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 {?c `0C  
{VqcZhqy/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。 Yoy}Zdu}h  
HY[eo/nM1d  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 g7G=ga  
P+r -t8  
2. 说明:光源 i,jPULzyjk  
O?|st$g  
~Ti  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 h^#K4/  
 因此,相干长度大于1m |7XV! D!\g  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 >, 22@4  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 umV5Y`  
cl s-x@ Kd  
L7i^?40  
?0HPd5=<v  
3. 说明:光源 _:|/4.]`_  
o)<c1\q  
dQ+{Dv3A  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 {J-kcD!bz`  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 N- E)b  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 KCG-&p$v@s  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
ghq#-N/t  
4. 说明:光学元件 VY }?Nb<&  
^3*k6h [(  
1RC(T{\x  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 <=KtRE>$  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 Wx&gI4~  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 gKK*` L~  
 透镜材料为N-BK7。 (vHB`@x  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ZsjDe{TH  
*3_@#Uu7  
>*v!2=  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ~x`BV+R  
kae &,'@JF  
C FqteY"  
 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)。 'yG9Rt  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 u*/.   
M7rVH\:[-  
6. 分光器的设置 '5j$wr zt  
0&!,+  
`4V_I%lJ&  
Z>GqLq\`ed  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 pUV3n 1{2  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 &HdzbKO=  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 0zR4Kj7EE  
I@x^`^+l  
7. 合束器的设置 ]mEY/)~7  
Vo*38c2  
f=%k9Y*)  
V@6,\1#`|  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 Y0`=h"g  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 R{zAs?j  
=<nx [J  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ~4HS 2\  
v`i9LD0(  
 [wS~.  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 4N&4TUIM  
应用示例详细内容 Dk$[b9b  
仿真&结果 NbPv>/r  
FM\yf ]'  
1. 结果:利用光线追迹分析 @"[xX}xK;  
$ekJs/I&  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 7`,A]":;  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
":t'} Eg=6  
4c"x&x|  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 ~@8r-[  
35 /)S@  
C^sHj5\(  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 *$uj)*5,  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 Er; @nOyD  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
R7xKVS_MP  
l#!p?l  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 p-d2HXo  
L`>uO1O  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 [d+f#\ut  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 )m . KV5K!  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 q'u^v PO  
0<3)K[m~H  
4. 对准误差的影响:元件平移 7s#,.(s  
d51.Tbt#%7  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 :Osw4u]JXd  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 ` drds  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 <=fYz^|XT  
DIx!Sw7EC  
l ;TWs_N  
5. 总结 ILsw'  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 q/I':a[1  
RRGo$  
4. 仿真 v6r,2Va/  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 M<'AM4  
{FV_APL9_  
5. 计算 ruMS5OqM  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 u=epnz:<  
!JZ)6mtlr  
6. 研究 _ ^5w f  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 0Q\6GCzN\  
Tk(ciwB  
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。 udCum4  
yXg #<H6V  
扩展阅读 /%W&zd=%#  
Qx$C oY  
1. 扩展阅读 4~;x(e@S  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 xl.iI$P  
?!PpooYK  
 开始视频 <B,z)c  
- 光路图介绍 5v&mK 5zZ  
- 参数运行介绍 z)z_]c-X+  
- 参数优化介绍 9 U6cM-p?  
 其他测量系统示例: Q};g~b3  
- 迈克尔逊干涉仪
TF_~)f(`  
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