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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 M  |h B[  
dI%ho<zm]  
应用示例简述 !X$19"  
=Hn--DEMg  
1. 系统说明 .U@u |  
u kZK*Y9P  
 光源 |4 \2,M#  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) trrK6(p  
 元件 U9^1 A*  
— 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 \xl$z *zI  
 探测器 lVq5>:'}^;  
— 干涉条纹 kRwUR34yc  
 建模/设计 8q{|nH  
— 光线追迹:初始系统概览 %`T}%B  
— 几何场追迹加(GFT+): [ 't.x=  
 计算干涉条纹。 ik/ X!YTu*  
 分析对齐误差的影响。 WwZ3hd  
Z'2AsT  
2. 系统说明 [)jNy_4  
Me? I8:/  
参考光路 lN:;~;z_  
w|S b`eR  
3. 建模/设计结果 ty#6%  
X])iQyN  
v&/H6r#E.  
4. 总结 rFzj\%xa[  
X"q[rsB  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 MI(#~\Y~P  
lOeX5%$Z  
1. 仿真 [?9 `x-Q  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 bQq/~  
2. 计算 $.d,>F6  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 n&P~<2^M#  
3. 研究 *VJISJC  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Z:N;>.3i  
'1b)(IW  
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。 82EvlmD  
^W:a7cMw  
应用示例详细内容 'SlZ-SdR  
系统参数 d|Wqx7t]P  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 hI*v )c  
@M-w8!.~  
 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。 XL aD#J  
EwV$2AK  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 V-go?b`  
"p;tj74O9  
2. 说明:光源 x=7:D  
R59iuHQ[  
m{RXt  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 =gR/ t@Ld  
 因此,相干长度大于1m .(cpYKFX  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 U*Y]cohh  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 YU[#4f~  
JZxA:dg l  
N1c 0>{  
+3-5\t`  
3. 说明:光源 y6d!?M(0U  
g3[-[G^5  
@SxZ>|r-|v  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 25vjn 1$sW  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 rYdNn0mh k  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 62'9lriQ  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
>}~[ew  
4. 说明:光学元件 ;K8}Yq9p9  
A~nqSe  
@Z'i7Z  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 }`QZV_  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 59j`Z^e  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 8[X"XThj  
 透镜材料为N-BK7。 WUz69o be  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 B1~`*~@  
Yq|_6zbYf  
L(Twclrb  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Nb ~J'"  
08^f|K  
svEe@Kt`  
 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)。 [DeDU:  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 &gS-.{w "  
d{NMG)`x\  
6. 分光器的设置 <v'[Wl@hq  
}UGSE2^1  
#V/{DPz  
viYrPhH+z  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 *?1\S^7R  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 T}Wbt=\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 ZLKbF9lo  
IZ>l  
7. 合束器的设置 )ADI[+KW  
$X Uck[  
&W<9#RPK'  
B;8Zlm9  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 "y7\F9  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 P~!,"rY  
l(Hz9  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 %$o[,13=  
7w9'x Y  
x5PM ]~"p  
 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)。 3p HI+a  
应用示例详细内容 (fl$$$  
仿真&结果 -UidU+ES;  
_>`9]6\&  
1. 结果:利用光线追迹分析 ;/4x.t#b  
T&6>Eb0{  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 1CZO+MB&"$  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
N\tFK*U^I  
,jz~Np_2  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 O[U`(A:  
xa]yq%  
lAo~w  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 l{^s4  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 {Z <`@\K3  
 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。
pV8tn!  
PY '^:0  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 `IBNBJy  
!+Y+P?  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 (AjgLNB  
 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°。 YhRy C*b  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 K fVsnL_  
hfbu+w):  
4. 对准误差的影响:元件平移 D{7^y>8_Y-  
l*wGKg"x3  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 { )b  
 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。 mc2uI-W  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 2x|F Vp  
\X(*JNQ  
^K J#dT  
5. 总结 sxuP"4  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 &|'yqzS3  
cg]Gt1SU  
4. 仿真 m0.g}N-w  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 eG2'W  
nLk`W"irM  
5. 计算 J_yXL7d  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Z 369<  
/TB{|_HbW  
6. 研究 vAop#V  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 YE*|KL^  
s}UJv\*  
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。 FY)]yz  
F}[!OYyg  
扩展阅读 wmR~e  
P =Q+VIP&  
1. 扩展阅读 \pI {b9  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 =5^1Bl  
<9xr? i=  
 开始视频 jvR(e"  
- 光路图介绍 W79.Nj2`  
- 参数运行介绍 I} Q+{/?/  
- 参数优化介绍 hD?6RVfG  
 其他测量系统示例: {/5aF_0D.  
- 迈克尔逊干涉仪
9qGba=}Ey  
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