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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 ]+DI.%   
G+*cpn  
应用示例简述 9^F2$+T[:  
<uP^-bv;(  
1. 系统说明 1on'^8]0  
rAdacnZV  
 光源 W</n=D<,I  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) E{Pgf8  
 元件 S06Hs~>Y  
— 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 L3(^{W]|  
 探测器 pN[0YmY#  
— 干涉条纹 SKY*.IW/Z  
 建模/设计 -m 5}#P89  
— 光线追迹:初始系统概览 ]r]k-GZ$  
— 几何场追迹加(GFT+): [LM^), J?  
 计算干涉条纹。 smAC,-6 ]~  
 分析对齐误差的影响。 o[6y+<'o  
(3,.3)%`  
2. 系统说明 +UWU|:  
|f2A89  
参考光路 #6S75{rnW"  
x;BbTBc>  
3. 建模/设计结果 }ublR&zlp  
)E7 FA|  
ZX`J8lZP  
4. 总结 1ywU@].6J]  
+zOOdSFk.  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 BZ+-p5]-  
S9Y[4*//  
1. 仿真 v$|mo;6  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 rE!1wc>L  
2. 计算 *8g<R  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 0??Yr  
3. 研究 @O3/3vi1  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 t)1phg4H)  
Nofu7xiDw[  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 &y_? rH  
\x\.  
应用示例详细内容 :pKG\A  
系统参数 j=sBq.S  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 @6xGJ,s  
')PVGV(D+  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 '?/&n8J\  
-]"T^w ib  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 [ F([  
\gKdD S  
2. 说明:光源 _3^y|_!  
5h_5Z~  
}N3`gCy9eN  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 0'ZYO.y  
 因此,相干长度大于1m 0g(6r-2)7  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 (ppoW  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 0o/B{|rv  
@5Qoi~o  
{/UhUG  
N=ifIVc  
3. 说明:光源 7!d$M{0"  
^e9aD9  
hLA;Bl  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 5Hle-FDn9  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 V<0$xV1b|=  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 P>htQ  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
G,DOBA  
4. 说明:光学元件 cF.mb*$K  
zA{8C];~  
BjD&> gO)  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ~zMKVM1Q.,  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 Mvof%I  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 BMjfqX  
 透镜材料为N-BK7。 'Oy5e@G+?  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 *)%dXVf  
IA4+ad'\E  
DT? m/*  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 (v;A'BjN  
pN k8! k  
a/e\vwHLv  
 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)。 ?'+8[OHiF^  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 ,kE=TR.|  
\dNhzd#  
6. 分光器的设置 h6FgS9H  
;Uk!jQh  
@W)/\AZ3  
]PVt o\B=  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 TolrEcI  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Ut;'Gk  
 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 ohTd'+Lm  
'?k' 6R$'\  
7. 合束器的设置 x vJ^@w'  
u9@b <  
J" wKRy  
thQ J(w  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ^6&_| f  
 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。 y{;u@o?T  
$[w|oAwi  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 $P_x v  
LH.%\TMN$  
pg5&=  
 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)。 f@*>P_t  
应用示例详细内容 6'vi68  
仿真&结果 f~v"zT  
ul$omKI$}  
1. 结果:利用光线追迹分析 N.n1<  
tzmETRwG  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 1!s!wQgS  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
 L,%Z9  
2moIgJ   
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 *sAOpf@M  
}_vM&.GFlL  
6.UKB<sV  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 U>1b9G"_  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 |87W*  
 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。
;6zPiaDQ  
Ba<#1p7_  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 `_ 0)kdu  
K~$35c3M  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 uYY=~o[ Tw  
 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 CCn/ udp@  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 67fIIXk&  
oM2|]ew)  
4. 对准误差的影响:元件平移 k|l5"&K~.  
9G+y.^/6  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 QWQ!Ak  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 gDMAc/V`l  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 a /QIJ*0  
"W3W:vl!  
8Y7 @D$=w  
5. 总结 >Rr!rtc'x  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 {dDq*sLf  
hO%Y{Gg  
4. 仿真 3m3 EXz  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 QT7_x`#J~o  
Q^vGj</u  
5. 计算 ` v>/  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ]|t9B/()i  
W.z$a.<(rF  
6. 研究 )4Bwt`VX  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 n}42'9p  
Rnz8 f}  
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。 iY}QgB< M  
IC\E,m  
扩展阅读 %;'~%\|dZM  
Q Xsfp  
1. 扩展阅读 JXlTN[O  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ]X/O IfdWe  
6|%^pjX5  
 开始视频 %C6|-?TAd  
- 光路图介绍 5s#R`o %Z  
- 参数运行介绍 bGhhh/n  
- 参数优化介绍 $#TID=  
 其他测量系统示例: tP&{ J^G  
- 迈克尔逊干涉仪
bb*c+XN0  
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