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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 \/1~5mQ+  
.'M.yE~5J  
应用示例简述 @~2k5pa  
]xvhUv!G  
1. 系统说明 l#cVQ_^"  
KN_n:`cH{  
 光源 O])vR<[  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) dwB#k$VIOw  
 元件 ^r}Uu~A>  
— 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 DH\Ox>b=  
 探测器 %t_'rv  
— 干涉条纹 i-0 :Fs  
 建模/设计 TgV-U  
— 光线追迹:初始系统概览 A&1EOQ=N  
— 几何场追迹加(GFT+): 0i[t[_sce  
 计算干涉条纹。 1R-0b{w[  
 分析对齐误差的影响。 ]Yt3@ug_f  
;L87 %P(.  
2. 系统说明 xqk(id\&  
iU.` TqR7  
参考光路 3 a(SmM:  
+q2\3REzx  
3. 建模/设计结果 8Ie0L3d-  
7y&=YCkc7  
5Qg*j/z?  
4. 总结 yT%<  t  
>*/ |t L  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Sy.%>$z  
miBCq l@x  
1. 仿真 ~+ae68{p  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 q:vN3#=^qf  
2. 计算 fc:87ZR{K  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 B7A.~' =  
3. 研究 $m>( kd1  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 X%!?\3S  
U#Kw+slM  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 RU.j[8N$  
F9w2+z.  
应用示例详细内容 6UN{Vjr%`  
系统参数 tm34Z''.>  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 ]%7m+-h@  
vRmzjd~  
 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。 V'.gE6we  
t(,2x%{  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 6EWCJ%_  
KPK`C0mg@k  
2. 说明:光源 z,qNuv"W  
C>l (4*S  
UT_t]m  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 UWCm:eRQ  
 因此,相干长度大于1m 1:h(8%H@"  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 @uxg;dyI~  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 K/(Z\lL  
MmfshnTN  
VF-[O  
BH^cR<<j  
3. 说明:光源 BhyLcUBuB  
W70BRXe04D  
&@&^k$du8q  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 dZJU>o'BG  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 wGz_IL.D  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 R;/LB^X]  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
 9mv6  
4. 说明:光学元件 H/#WpRg  
FP6Jf I8  
IgF#f%|Q  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Wu?[1L:x  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 G)5Uiu:^X  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 4=ha$3h$  
 透镜材料为N-BK7。 ]%5gPfv[T  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 w^$$'5=  
T6,6lll  
J:;nN-\j  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 .w~L0(  
^6 ,}*@  
i\L7z)u  
 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)。 xO 1uHaL  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 na/,1iI<  
X`}4=>  
6. 分光器的设置 "FfP&lF/  
cmLI!"RLe  
&4F iYZ  
Gc!&I+kd  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 L: _pJP  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 B{_-k  
 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 Ef6LBNWY.  
QTI^?@+N>  
7. 合束器的设置 iHOvCrp+X  
FwSV \N+#'  
m3b?f B  
7!, p,|K  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 \o!B:Vb<  
 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。 $-]PD`wmY  
I#t# %!InH  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 htqC~B{1E  
w3oe.hWP3N  
q}7(w$&  
 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)。 V^p XbDRl  
应用示例详细内容 w 259':  
仿真&结果 {cYbM[}U"  
m[*y9A1  
1. 结果:利用光线追迹分析 ![@\p5-e  
g(zoN0~  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 ,HO@bCK  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
h`p9H2}0  
xHdv?69,  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 2Y{r2m|o  
4EEXt<c.  
0Z~G:$O/i  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 $P~Tt4068  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 ?t];GNU`l  
 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。
c`G~.paY|  
aruT eJF  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 2JRX ;s~  
n<>/X_m  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 Q" an6ht|  
 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°。 Ej64^*  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ;F'/[l{+  
-7l)mk  
4. 对准误差的影响:元件平移 cn!Y7LVr  
L%O( I  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 :>otlI<0t  
 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。 'gwh:8Xc  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 0xg6  
('.r_F  
['n;e:*  
5. 总结 %]i("21  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 v5o@ls  
,=kQJ|  
4. 仿真 Nt'u;0  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 J~vK`+Zs  
{]\!vG6  
5. 计算 ^aG=vXK`b  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 i^'Uod0d.  
0<T/P+|  
6. 研究 #<|q4a{8  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 }PDNW  
^d2bl,1  
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。 oUwu:&<Orm  
7&z`N^dz{  
扩展阅读 O.8{c;  
%,M(-G5j;  
1. 扩展阅读 =-qv[;%& 6  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 jFBnP,WQ  
,HQaS9vBQ  
 开始视频 xc+h Fx  
- 光路图介绍 #E( n  
- 参数运行介绍 M _z-~G  
- 参数优化介绍 yXx}'=&!0  
 其他测量系统示例: Wg+fT{[f|  
- 迈克尔逊干涉仪
)0:@T)G  
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