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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 'vbc#_;  
@YH+c G|  
应用示例简述 XZ/[v8  
IB`>'~s&A  
1. 系统说明 xwH?0/  
~WpGf,  
 光源 thqS*I'#g  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) @Fpb-Qd"  
 元件 cf7v[ZZ}  
— 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 DS -fjH\  
 探测器 \i[BP  
— 干涉条纹 0iZGPe~  
 建模/设计 n6(.{M;  
— 光线追迹:初始系统概览 ?~QIALA  
— 几何场追迹加(GFT+): _NcY I  
 计算干涉条纹。 ]O:N-Y  
 分析对齐误差的影响。 4TwQO$C  
AC.A'|"]i  
2. 系统说明 tyDY'W\]  
D5an\gE  
参考光路 =5s F"L;b  
/V?H4z[G  
3. 建模/设计结果 G3G6IP  
|Cdvfk  
P=5NKg  
4. 总结 Ce'pis   
%ObD2)s6:^  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 !tHt,eJy  
#2:a[ ~Lf  
1. 仿真 v[lnw} =m9  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 Q8MS,7y/  
2. 计算 XTDE53Js&  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 xc?}TPpt  
3. 研究 {FI\~ q  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 8)VgS &B~  
dP>w/$C}  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 = zl= SLe  
K"2|[5  
应用示例详细内容 G5tday~3  
系统参数 jvVi%k  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 Y1dVM]l  
|8)Xc=Hz  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 f '6|OsVQ  
o/,NGU  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 * \HRw +cL  
&&L"&Rc  
2. 说明:光源 _B,_4}  
E-1"+p  
-s$<Op{s  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 #yc L'T`X%  
 因此,相干长度大于1m 9zgNjjCl]  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 :o"8MZp  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 <3hA!$o~  
1'G8o=~  
J`#` fX  
!6w{(Rc(C  
3. 说明:光源 Icp0A\L@  
y7<&vIEC  
Pj7gGf6v  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 *(cU]NUH_  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 eFTX6XB:i  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 WP-jtZ?!"  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
&B!%fd.'  
4. 说明:光学元件 P ,K\  
tiLu75vj  
KIL18$3J  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 v\ZBv zd  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 ?kt=z4h9(  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 he )ulB  
 透镜材料为N-BK7。 9e<Zgr?N  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 Xz;b,C&*t  
#1$}S=8*f  
 d^39t4  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 fo\\o4Qyh  
yZSvn[f  
Z{{ t^+XG  
 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)。 ${U6=  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [V@yRWI  
dDKqq(9(`  
6. 分光器的设置 gZ(O)uzv  
rbk<z\pc  
R9. HD?H@  
ZHy><=2  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 ^i<}]c_|f  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 >zL |8f  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 {e]NU<G ,  
Sb^ b)q"  
7. 合束器的设置 F(CRq`  
7o{*Z  
7;HUE!5,^l  
w)S;J,Hv  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 wL<j:>Ke[3  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 R'EW7}&  
sT<{SmBF  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 =|y|P80w  
- 8syjKTg  
3kLOoL?  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Riql,g/  
应用示例详细内容 X}apxSd"  
仿真&结果 >rwYDT#m]  
,L-C(j  
1. 结果:利用光线追迹分析 ez0\bym  
",Wf uz  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 U5 rxt^  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
v+tO$QZ`  
8Nvr93T,  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 a!.!2a&t  
vug-n 8  
< EXWWrm  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 Am7| /  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 fH!=Zb_{8  
 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。
-]&<Sr-  
DN|vz}s  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 SY6r 8RK  
r"]Oe$[#  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 \|!gPc%s  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 luF#OPC  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 s<{GpWT8  
gY\mXM*^  
4. 对准误差的影响:元件平移 >H?uuzi  
Ao!=um5D J  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 ~}%&p& p  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 ork|yj/A  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 x=3I)}J(kn  
N K"%DU<  
gCwt0)  
5. 总结 SbJh(V-pr  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Qy%xL9  
vUfO4yfdg  
4. 仿真 oF&IC j0  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 t!savp  
q5gP~*?  
5. 计算 `g8tq  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 c V(H<"I  
>;.*  
6. 研究 mE_iS?1  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 /p[y1  
jrdtd6b}  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 i\Q":4  
,|QU] E @  
扩展阅读 [R$liN99z;  
.)nCOwR6p  
1. 扩展阅读 a5I%RY  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 *hl<Y,W(  
^B6`e^ <  
 开始视频 .n=xbx:=  
- 光路图介绍 ^X(_zinN"  
- 参数运行介绍 rX)o3>q^?  
- 参数优化介绍 (aBP|rxg  
 其他测量系统示例: }(rzH}X@  
- 迈克尔逊干涉仪
h?3f5G*&H  
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