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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 ]x8 ^s  
y*0bHzJ  
应用示例简述 l~kxt2&  
ijOUv6=-  
1. 系统说明 -/*-e /+b  
d[;Sn:B  
 光源 h[b;_>7  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) ^ a#Vp  
 元件 y, @I6  
— 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 PJA%aRP,:  
 探测器 ~mP#V  
— 干涉条纹 S 'S|k7Lp  
 建模/设计 1K.i>]}>  
— 光线追迹:初始系统概览 ~:~-AXaMT  
— 几何场追迹加(GFT+): @iWql*K;m  
 计算干涉条纹。 -$WU -7`  
 分析对齐误差的影响。 *^e06xc:  
0l=g$G \%  
2. 系统说明  pbM~T(Y8  
dY'/\dJ  
参考光路 RwJ#G7S#  
2{:bv~*I0F  
3. 建模/设计结果 #!(OTe L  
Y -%g5  
.\K0+b;  
4. 总结 [}Vne;V  
eT* )r~  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 kXK D>."E*  
b2]1Dfw  
1. 仿真 Loo48  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 ^t,sehpR:l  
2. 计算 ?*lpu  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 y ,e# e`  
3. 研究 5xKo(XNp  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 |zhVl  
VL4ErOoZ  
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。 >Z@^R7_W  
 ,U':=8  
应用示例详细内容 Q'xZ\t  
系统参数 's#"~<L^e  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 l>p S23  
qXC>D Gy  
 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。 Plpt7Pa_  
$*a'[Qot#  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 >Wvb!8N  
|]FJfMX  
2. 说明:光源 y!JZWq%=  
KtH-QQDluj  
GR6BpV7  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 $]O;D~  
 因此,相干长度大于1m :Z rE/3_S  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 AY3nQH   
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 hS(}<B{x!  
#J&45  
Reci:T(_  
mhTi{t_fHM  
3. 说明:光源 HAa$ pGb  
<*I%U]  
%^1@c f?.  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 =P>c1T1-  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Wl!|+-  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 'Bul_D4B  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
)y8 u+5^  
4. 说明:光学元件 9&(d2  
o \ss  
zl~`>  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 zg)-RCG  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 L{XNOf3  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 gr]:u4}  
 透镜材料为N-BK7。 ^B)iBf Z  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 mWhQds6  
rmVF88/;  
-1^dOG6*  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 YXe L7W  
ue?e}hF  
R`%C]uG  
 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)。 e}V3dC^pU  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 aE]/w1a  
GJ1ap^k  
6. 分光器的设置 ~o"VZp  
!aylrJJ  
>\J({/ #O  
Pr|:nJs  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 /da5 "  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Q[5j5vry  
 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 }r%Si  
xV]eEOiLM  
7. 合束器的设置 lt:xN?--A?  
k(<:  
="yN4+0-p  
Ab| t E5%  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 RXo!K iQO  
 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。 <m") 2dJ  
4$HU=]b6Tf  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 .\/jy]Y  
vUlGE  
v$H=~m  
 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)。 OHEl.p]|  
应用示例详细内容 HLD8W8  
仿真&结果 -eZ$wn![  
|Z ), OW  
1. 结果:利用光线追迹分析 e7T}*Up  
`>.^/SGu>?  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 gd#j{yI/Xf  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
]VuB2L[D  
2h_XfY'3pX  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 \w;d4r8x  
R&lJ& SgC  
aicvu(%EE  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 _zuaImJ0o  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 c/K:`XP~  
 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。
]g/:lS4  
uItzFX*   
3. 对准误差的影响:元件倾斜 A }(V2  
&?(<6v7  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 %MA o<,ha  
 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°。 Z4&,KrV  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 *9XKkR<r  
[ 2WJ];FJ  
4. 对准误差的影响:元件平移 CrvL[6i  
//x^[fkNq)  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 ]RBT9@-:U  
 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。 1KHFzx,  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 5mtsN#  
G}|!Jdr  
-[h2fqu1  
5. 总结 C[4{\3\Va  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 }fS`jq;  
`f|Gw5R  
4. 仿真 bi@z<Xm%  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 t\\oG H  
3Ygt!  
5. 计算 -@I+IKz  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Q+ i  
u0o}rA  
6. 研究 ls;!Og9  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ;?q>F3 n  
y TbOBl  
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。 3dl#:Si  
\H^A@f  
扩展阅读 3QD+&9{D  
6bE~m<B\`  
1. 扩展阅读 kWSei3  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 P( Gv|Q@  
cZb5h 9  
 开始视频 E"/r*C+T  
- 光路图介绍 }ldOxJSB?  
- 参数运行介绍 *v}3So  
- 参数优化介绍 4qYT  
 其他测量系统示例: z1AYXW6F  
- 迈克尔逊干涉仪
o/J2BZ<_<  
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