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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 O:ACp<@  
P9 y+rF.  
应用示例简述 Dl,sl>{  
!s:_>P`MQ  
1. 系统说明 6Hfv'X5E`Z  
}z,9!{~`  
 光源 [("2=Uz;  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) ,L4zhhl!_  
 元件 {`-AIlH(  
— 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 DK20}&RQ  
 探测器 n5)ml)m  
— 干涉条纹 ""Oir!4  
 建模/设计 Qg0%r bE  
— 光线追迹:初始系统概览 ZXXJ!9-&+J  
— 几何场追迹加(GFT+): :yTr:FoF  
 计算干涉条纹。 <[w5M?n8  
 分析对齐误差的影响。 (xKypc+j  
AMASh*  
2. 系统说明 #m;o)KkH$r  
CH q5KB98+  
参考光路 RJKi98xwJ  
I8c:U2D  
3. 建模/设计结果 1K(mdL{m5  
Db  !8N  
Ikw.L  
4. 总结 <H{K&,Z(ZM  
k~I]Y,  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 2R,8q0qR:  
rz&'wCiOO  
1. 仿真 Q [C26U  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 3,2$Ny3N  
2. 计算 u~>G8y)k9O  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 L=fy!R  
3. 研究 /^v!B`A @  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 W*Ow%$%2  
 <4< y  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 i7cUp3  
Z1:<i*6>D  
应用示例详细内容 0*+EYnu+  
系统参数 X|G[Ma?   
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 8aKS=(Z!j  
sKJr34  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 1Kr$JIcd  
>P:U9 b  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Dr[;\/|#  
<Q"G aqZ  
2. 说明:光源 2.=u '  
Zu~w:uNmU  
'.<c[Mp  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 2`j{n \/  
 因此,相干长度大于1m 0pG + yec  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 (:O6sTx-hE  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 )WW*X6[k  
B}.:7,/0  
<QC7HR  
l9OpaOVfJ  
3. 说明:光源 Hc[@c)DH  
3 S*KjY'@  
d{t@+}0.u  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 {QaO\{J=  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 t;/uRN*.  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 0 f$96sl  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
)?7/fF)@|  
4. 说明:光学元件 nnvS.s`O  
iSR"$H{  
t&F:C  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 J/:U,01  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 >;R`Q9s7  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 Q672iR\#)  
 透镜材料为N-BK7。 c q[nqjC=  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 /#SfgcDt  
w 4CcdpR  
 7U1 M;@y  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 sD2,!/'  
w{ |`F>f9  
B$YoglEW:  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 WVhQ?2@}  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 a5saN5)H  
<DPRQhNW]  
6. 分光器的设置 tm1&OY  
e`H>}O/ai  
Mis B&Ok`k  
I)vR  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 & 0\:MJc  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Y`{62J8oy  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器  S.B?l_d^  
}*}F_Y+  
7. 合束器的设置 g6aqsa  
XP0;Q;WF}  
RticGQy&5  
uDkX{<_Xe  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 Ba5*]VGG  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。  H!hd0.  
.0RQbc9  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ,H,[ )8  
\`["IkSg7  
?u?mSO/  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 jO5R~O`  
应用示例详细内容 S]|sK Y  
仿真&结果 ks6iy}f7  
+9|0\Q  
1. 结果:利用光线追迹分析 G4P*U3&p  
vu.?@k@  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 U^ , !  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
F[%k ;aJ  
9W]OtSG  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 >B~? }@^Gk  
3.hFYA w  
9QB,%K_:4  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 oQ/T5cOj  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 )*XWe|H_  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
_deEs5i  
,%N[FZ`|  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 .{ljhE:  
pjTJZhT2I  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 (3D&GY!/  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 ^2 H-_  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 .K(9=yh  
g[t paQ  
4. 对准误差的影响:元件平移 c/^jD5U7  
mVYfyLZ,(  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 i^iu #WC  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 Oso**WUOZ&  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 cLwnV.  
U9^1 A*  
\xl$z *zI  
5. 总结 lVq5>:'}^;  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 kRwUR34yc  
Ee7+ob  
4. 仿真 GH-Fqz  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 IvkYM`%  
GiM-8y~  
5. 计算 #\}FQl6  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 7=u Gf$/  
SpU|Q1Q/h  
6. 研究 t$Ff $(  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 :;+_<pk  
@MTv4eC}e  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 |94o P>d  
+_pfBJ_$%  
扩展阅读 I;E?;i  
o8<~zeI  
1. 扩展阅读 [:gg3Qzx  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 lOeX5%$Z  
D]*|Zmr+}  
 开始视频 bQq/~  
- 光路图介绍 umq6X8K  
- 参数运行介绍 S ;rd0+J  
- 参数优化介绍 3T0-RP*  
 其他测量系统示例: n-jPb064  
- 迈克尔逊干涉仪
.AO-S)wHR  
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