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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 `&c[ s%0  
_Kaqx"D  
应用示例简述 aMe &4Q  
f3! Oc  
1. 系统说明 Xk|a%%O*H  
=I'iD0eR  
 光源 ]_B<K5  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) Y<W9LF  
 元件 Xxh^4vKjX  
— 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 !b!An; ',  
 探测器 d>F7i~W  
— 干涉条纹 mr}o0@5av  
 建模/设计 axC{azo|  
— 光线追迹:初始系统概览 Ld_uMe?Z  
— 几何场追迹加(GFT+): QmSj6pB>  
 计算干涉条纹。 ;q-c[TZC  
 分析对齐误差的影响。 NqF*hat  
ek5j;%~g1  
2. 系统说明 I52nQCXi  
Jk}3c>^D  
参考光路 [F*yh9%\  
YC%x W*  
3. 建模/设计结果 U>!TM##1QD  
xS@jV6E~  
 j7_,V?5z  
4. 总结 8 t=H  
Y{j~;G@Wl  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Nt\07*`qCr  
-ABj>y[  
1. 仿真 HkRvcX 5  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 qdk!.A{   
2. 计算 2d|^$$#`  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 HHw&BNQG  
3. 研究 Yl au  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 X n0HJ^"_  
]v:,<=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。 n+=7u[AZi  
^[[@P(e>  
应用示例详细内容 .6[8$8c  
系统参数 ES,JdImZ|  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 *j(fk[,i  
DHn\ =M  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ,~$sJ2 g7  
tpzWi W/  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 n>JJ Xw,,  
%Jl6e}!  
2. 说明:光源 p?Ux1S  
a m5;B`}q  
FB?V<x  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 =\ 8 x  
 因此,相干长度大于1m aC9iNm8w  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 NlhC7  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 ^WWr8-  
arKf9`9  
dh{py  
&Pv$nMB$I  
3. 说明:光源 0*P-/)o x  
-[>J"l  
JK{2 hr_a  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 #bGYHN  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 L6qK3xa}  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 _G4 U  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
+{6:]  
4. 说明:光学元件 e"EGqn&!  
p{qA%D  
#Z]Cq0=  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 #l) o<Z  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 D)L~vA/8b  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 M4 ?>x[Pw  
 透镜材料为N-BK7。 WB (?6"  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 ZrP 8/>  
a]V#mF |{  
o^uh3,.  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 GdScYAC   
-{?xl*D  
PCDvEbpG  
 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)。 !: vQg+S  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 kMzDmgoxNg  
~P!=fU)  
6. 分光器的设置 CucW84H`J  
}7%ol&<@  
92,@tNQQ}  
9l&G2 o   
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 _wg~5'w8  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 D@{m  
 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 lzFg(Ds!f  
.aK=z)  
7. 合束器的设置 l)KN5V  
N1n\tA?  
7|J&fc5BP  
][OkydE  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 s!Id55R]  
 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。 CpgaQG^  
2mx }bj8  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 g*9&3ov  
@[/!e`]+  
O9N%dir  
 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)。 +~ S7]AZ  
应用示例详细内容 +tlbO?  
仿真&结果 "1P2`Ep;  
D* HK[_5  
1. 结果:利用光线追迹分析 8,CL>*A  
bx".<q(  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 3U?^49bJ  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
X5tV Xd  
s, #$o3  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 Gv(n2r  
~F~hgVS5  
!VfVpi+-  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 p7*7V.>X  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 BIvz55g  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
zzKU s"u  
_B]Bd@<w  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 YWq{?'AaR  
P}PMRAek  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 `Uk jr MO  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 r7)iNTQ1  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 P_@ty~u  
@ 6b;sv1W  
4. 对准误差的影响:元件平移 "yXqf%CGE  
4vH.B)S-  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 } 4>#s$.2  
 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。 Pb :6nH=  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 *41WZE  
jm |zn  
0`WZ  
5. 总结 Lhgs|*M  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ;Y &2G'  
y|.dM.9V  
4. 仿真 %__.-;)o  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 Cmj `WSSa  
klj.\wg/p{  
5. 计算 T~N877  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Nk>6:Ho{G  
_lk5\bu  
6. 研究 K;f=l5  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 }% ?WS  
>LB x\/  
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。 ZW8;?# _  
CwfGp[|}e  
扩展阅读 <gr2k8m6$  
(pQ$<c  
1. 扩展阅读 ~_SVQ7P  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 n~&e>_;(.  
*WXqN!:  
 开始视频 ngaQa-8w  
- 光路图介绍 o Bp.|8-  
- 参数运行介绍 $2*&\/;-E!  
- 参数优化介绍 S4X['0rX!  
 其他测量系统示例: 4> [tjz.?k  
- 迈克尔逊干涉仪
qv+}|+aL:  
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