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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 Cbq|<p# #o  
#n5D K{e  
应用示例简述 R3<2Z0lqy  
8YLS/dN0 w  
1. 系统说明 EXz{Pqz  
G^6\OOSy  
 光源 vrr` ^UB2  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) @&4s)&-F  
 元件 ;/- X;!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 N =0R6{'  
 探测器 @:M?Re`L  
— 干涉条纹 Sd\+f6x  
 建模/设计 %(v<aEQtt  
— 光线追迹:初始系统概览 Qk_Mx"  
— 几何场追迹加(GFT+): J_tI]?jrU  
 计算干涉条纹。 &58TX[#  
 分析对齐误差的影响。 giNyD4uO  
sP` k{xG  
2. 系统说明 J nzI- y  
ja Ot"iU.B  
参考光路 ,iYKtS3  
Cjn)`Q8  
3. 建模/设计结果 L[LgQ7es Q  
=#Qm D=  
SaA9)s  
4. 总结 ]di9dLT  
OQC.p,SO  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 P?Fm<s:  
45DR%cz  
1. 仿真 UZ qQ|3  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 l*0`{R  
2. 计算 ==W`qC4n?n  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 8g!C'5  
3. 研究 |AS`MsbI9  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 1r-#QuV#  
d J;y>_  
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。 F87aIJ.pGN  
YJ[Jo3M@j0  
应用示例详细内容 .}6Mj]7?i  
系统参数 MY$-D+#/`  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 K7 N)VG  
R/UL4R,)^  
 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。 HsQ\xQ"k!  
LmA IvEr  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ?4 &C)[^  
0 3/ <A^  
2. 说明:光源 kpU-//lk+  
u3XQ<N{Gj  
$!-a)U,w$B  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 /t<C_lLM  
 因此,相干长度大于1m m@W\Pic,j.  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 j& x=?jX  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 ncy?w e  
A` iZ"?  
(H*d">`mz  
#FHyP1uyc  
3. 说明:光源 VSJ08Ngi   
eK]$8l|LI  
e=<%{M&  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 df$VC  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 jRv j:H9  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 [Tq\K ^!^  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
=%Yw;% 0)Y  
4. 说明:光学元件 a=!I(50  
E+.%9EKU  
t;~H6  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 .-(s`2  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 9j6  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 ny,a5zEnF  
 透镜材料为N-BK7。 f/VrenZ_  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 5 1\N+  
9u->.O: p  
=?, dX  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 )ZI9n7  
-}W `  
ZMVQo -=  
 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)。 iQI$Y]Y7  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 b[MdA|C%j  
2EdKxw3$]  
6. 分光器的设置 o=,q4;R'  
\AT]$`8@_  
\40d?N#D  
H3?HQ>&O7  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 #n[1%8l,  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 pNHO;N[&  
 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 ;AwQpq>dy  
$)5-}NJf'  
7. 合束器的设置 i~k9s  
\3ZQ:E}5  
77Fpb?0`  
\G}$+  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 l^F%fIRp)  
 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。 l u^fKQ  
3]X9 z  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 PKx ewd  
&d`z|Gx9  
MWHGB")J  
 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)。 B3P#p^  
应用示例详细内容 SQZUkKfb  
仿真&结果 wlh V!a0>  
Pw"o[8  
1. 结果:利用光线追迹分析 [;Q8xvVZ'  
P`^{dH $P  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 n>w/T"  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
&tULSp@J  
f4s^$Q{Q  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 yvgn}F{}  
u7e g:0Y  
tp3>aNj  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 NjCdkT&g  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 ~9:ILCfX  
 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。
@[qGoai  
U[ $KQEJYj  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 pLFJ"3IJB  
lD8&*5tDmP  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 nC3U%*l  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 vu%:0p` K  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 [\ M=w7  
Y}bJN%M  
4. 对准误差的影响:元件平移 ;JcOm&d/hk  
z|Hc=AU8y  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 0`KB|=>  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 cm8-L[>E  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 CWVCYm@!kz  
]y'/7U+  
brkR,(#L3  
5. 总结 LiyEF&_u  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 uhuwQS=X  
3&D;V;ON}_  
4. 仿真 !9!kb  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 Y2 &N#~l*  
959i2z  
5. 计算 NX$S^Z\QI  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ~HwY?[}!m  
w$9aTL7  
6. 研究 oRM,_  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 LF'M!C9|  
yqF$J"=|  
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。 6?/$K{AI  
?"p:6%GFz  
扩展阅读 S8O^^jJq;  
5q`d=L,  
1. 扩展阅读 3U&Qo nCV  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 +e0]Y8J{  
e&C(IEZ/N;  
 开始视频 7@MGs2  
- 光路图介绍 O[3AI^2  
- 参数运行介绍 [?<"SJ,`  
- 参数优化介绍 .,:700n+^  
 其他测量系统示例: J}7iXTh  
- 迈克尔逊干涉仪
8k$iz@e  
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