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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 B(Er/\-@U  
5aNvGI1  
应用示例简述 kc<5wY_t  
k\IdKiOj!D  
1. 系统说明 v1=N?8Hz1  
8WC _CAP  
 光源 S84S/y  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m)  2.'hr/.  
 元件 rA}mp]  
— 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 k t+h\^g  
 探测器 v7,-Q*  
— 干涉条纹 Ok<,_yh  
 建模/设计 e@iz`~[  
— 光线追迹:初始系统概览 yw{r:fy  
— 几何场追迹加(GFT+): O+]'*~a  
 计算干涉条纹。 ay]l\d2!3  
 分析对齐误差的影响。 35L\  
tToP7q^  
2. 系统说明 @mb'!r  
w:x[ kA  
参考光路 N1"p ;czK  
^tIYr <I  
3. 建模/设计结果 N:~4>p44[  
JL>DRIR%NV  
|(CgX6 l3  
4. 总结 Q\N >W+d  
A (H2Gt D  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 lgZ9*@d  
ct<XKqbI  
1. 仿真 I hv@2{*(b  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 _9q byhS7  
2. 计算 Q$sC%P(y  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 c'mg=jH  
3. 研究 `gyk e2n  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ;aD?BD__Z  
YMVi7D~;Q$  
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。 &3 Ki  
^Cvt^cI  
应用示例详细内容 yr?X.Np  
系统参数 hT`&Xb  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 ~z")';I|  
*`LrvE@t  
 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。 MWK)Bn  
2 /*z5  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 Q)lD2  
O+/{[9s  
2. 说明:光源 Qvel#*-4  
At !:d3  
#_ UP}G$  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 GG-b)64h`  
 因此,相干长度大于1m Zg0nsNA   
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 0AF,} &$  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 BPm" )DMo  
ynZEJKo  
_8-T?j**   
>< P<k&  
3. 说明:光源 /-t!)_zvw  
2J%L%6z8~  
Bj9FSKiH  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 9I$} =&"  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 b\zq,0%  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 )s4: &!  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
Xw jm T  
4. 说明:光学元件 @ &rf?:  
a=x &sz\x  
zAvI f  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 o|c&$)m  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 *uP;rUY  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 )8'v@8;-  
 透镜材料为N-BK7。 .F2"tt?'  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 \2#K {  
o4@d,uIw^  
L; A#N9  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 lbw+!{Ch  
Z#[%JUYp'  
p_e x  
 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)。 1vCp<D9<  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 $G9E=wn  
)"|wWu  
6. 分光器的设置 V$;`#J$\b  
N~or.i&a  
9&<c)sS&B  
DYC2bs>  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 dS \n 2Qb  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 0}'/pN>  
 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 :D>flZi  
x^Qij!mB%  
7. 合束器的设置 hp}rCy|01  
HM"(cB(n`  
A)d0Z6G`  
|Xd& aQ  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 gh"_,ZhZt  
 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。 ;i+(Q%LO  
FT}^Fi7  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 =&qfmq  
U~c9PqjZ  
YYkgm:[  
 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)。 iU~d2R+  
应用示例详细内容 y] Cx[  
仿真&结果 zx"0^r}  
`$3P@SO"  
1. 结果:利用光线追迹分析 cmaha%3d  
b Hy<`p0  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 6+PP(>em  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
2Y=Q%  
: B1 "=ly  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 AJRiwP|H+  
+yHzp   
U[#q"'P|l  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 *y>|  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 2fPMZ7Zd3  
 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。
)S_ %Ip  
.=c@ps  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 g|!=@9[dv  
O9{A)b!HB  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 vha@YPC=  
 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°。 }yCgd 5+_  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 $,T3vX]<  
Z \ -  
4. 对准误差的影响:元件平移 6|%HCxWO  
.+^o{b  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 "M]`>eixL  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 r1$x}I#Zv  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 mOYXd,xd  
 uQW d1>  
 q0\$wI  
5. 总结 $I /RN  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ,k/<Nv;  
@{880 5Dp  
4. 仿真 z7lbb*Xe  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 MK4CggoC  
6[>Zy)P  
5. 计算 83"C~xe?p4  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 t]pJt  
n L!nzA  
6. 研究 N;e*eMFE  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ,u>K##X\  
kc:2ID&  
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。 |n&EbOmgf  
rYr.mX  
扩展阅读 rkWW)h(e  
cY*lsBo  
1. 扩展阅读 <8/lHQ^\)  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 r.zJ/Tk  
Eh f{Kl  
 开始视频 jl4rEzVu  
- 光路图介绍 y<5xlN(+v  
- 参数运行介绍 Q /\Hc  
- 参数优化介绍 bpe WK&  
 其他测量系统示例: x; *KRO  
- 迈克尔逊干涉仪
tMy@'nj  
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