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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 R>R8LIZZc  
F-PQ`@ZNW  
应用示例简述 H1-eMDe  
9;R'Xo=y  
1. 系统说明 89\DS!\x9  
wAF<_NG#  
 光源 N'~l,{  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) ;- 6   
 元件 5LzP0F U  
— 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%%0"+y#a  
 探测器 #b94S?dq  
— 干涉条纹 tFu"h1  
 建模/设计 ^~7ouA  
— 光线追迹:初始系统概览 0YO/G1O&  
— 几何场追迹加(GFT+): P~M<OUg  
 计算干涉条纹。 Ft 6{g JBG  
 分析对齐误差的影响。 5DmW5w'p  
AI#.G7'O  
2. 系统说明 dzs(sM=  
{8T/;K@  
参考光路 PgdHH:v)  
36UUt!}p  
3. 建模/设计结果 4KB>O)YNg'  
+{L=cWA"  
RiiwsnjC  
4. 总结 Qm>2,={h  
q#\4/Dt  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 <g1=jG:7k  
0bl8J5Ar5  
1. 仿真 nR8r$2B+t  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 U5ME`lN*`  
2. 计算 xl ,(=L]  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 1C+d&U  
3. 研究 >>%E?'9A  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 |syvtS{  
|vtj0 ,[  
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。 OE=.@Ry"  
sw+vyBV)r  
应用示例详细内容 HpIW H*  
系统参数 ~_a$5Y  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 MJ<jF(_=  
:: s k)  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 _B7+n"t\r  
2:G/Oj h&]  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 11?d,6Jl  
`y$@zT?j  
2. 说明:光源 47!k!cHa  
L\xR<m<,  
ZKt`>KZ  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 >E9 k5  
 因此,相干长度大于1m Igh=Z %  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 Xx1eSX  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 zKfY0A R  
+%R{j|8#  
a/xnf<(H  
5#~E[dr  
3. 说明:光源 =0mn6b9-=  
 =@! s[  
}#2I/dn  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 rA /T>ZM  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 !md1~g$rN  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 `]F#j ]"  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
RMlx[nsq  
4. 说明:光学元件 s[#_sR`y  
DFp">1@`PR  
}aL&3[>>  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 LoW}!,|  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 t8.^YTI  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 ny1Dg$u i2  
 透镜材料为N-BK7。 `t>:i!s/  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 <xUX&J=;  
^00C"58A  
10CRgrZ  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 2}rYH;Mx  
\m#{ {SGm  
jD ?*sd  
 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)。 R%"'k<`#  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 AbIYdFXB  
A`*Sx"~jdx  
6. 分光器的设置 4e?MthJ>  
.V@3zzv\  
!d&SVS^mo  
* BKIA  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 nw0Tg= P  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 O@a7MzJ  
 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 C);I[H4Yfw  
fvRqt)Ks  
7. 合束器的设置 |xrnLdng0R  
'#>(JN5\  
D!mx&O9  
kV4,45r  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 J7wIA3.O  
 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。 \S>GtlQbn  
<sG}[:v  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 yC7lR#N8j0  
a}[rk*QmZ  
e6Kyu*  
 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)。 _Zus4&'  
应用示例详细内容 8|tnhA]~  
仿真&结果 @zT2!C?^L  
aa}U87]k  
1. 结果:利用光线追迹分析 a~Yq0d?`D  
JtxitF2  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 @_ Tq>tOr&  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
|}Z2YDwO/  
3[<D"0#},  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 6foiN W+  
;_m; :<  
m}'!W`<  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 uG(XbDZZ1W  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 o@ @|4 F  
 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。
LeYI<a@n@$  
Ehq [4}  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 j+Q+.39s-~  
,%U\@*6=  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 _7 ^:1i~:.  
 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°。 y<PQ$D)  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 lqvP Dz  
IGo+O*dMw  
4. 对准误差的影响:元件平移 1V-sibE  
s3=sl WY=  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 S7b7zJ8A  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 f<>CSjQ4c  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 T1;>qgp4b  
XoGOY|2`6  
ie7P^:T|+  
5. 总结 )1f.=QZN^;  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 R,8T t!n  
@#yl_r%  
4. 仿真 63kZ#5g(Dw  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 S7j U:CLJ  
9[h8Dy  
5. 计算 3|D.r-Q  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 NG: f>R  
omI"xx  
6. 研究 h$p}/A  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ON"p^o>/_?  
_O&P!hI  
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。 _o==  
*!yA'z<  
扩展阅读 Bnw^W _  
e^v\K[  
1. 扩展阅读 kb!W|l"PN  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 7Ac.^rv5  
bjq.nn<=  
 开始视频 3U*4E?g  
- 光路图介绍 umt(e:3f5  
- 参数运行介绍 v!AfIcEV  
- 参数优化介绍 ;8w CQ  
 其他测量系统示例: DPfN*a-P(  
- 迈克尔逊干涉仪
y:k7eE"  
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