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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 'eXw`kw(  
MZF ;k$R  
应用示例简述 wDTV /"Y  
QO^X7A"?X  
1. 系统说明 L ]'CA^N  
 2x J5  
 光源 /r{5Lyk*  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) e ^& 8x  
 元件 L}pFb@  
— 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 qO'5*d;!d  
 探测器 Y]Nab0R&  
— 干涉条纹 /9# jv]C:  
 建模/设计 _C#( )#  
— 光线追迹:初始系统概览 Jg6[/7*m  
— 几何场追迹加(GFT+): ~PvzUT-^  
 计算干涉条纹。 6$;)CO!h  
 分析对齐误差的影响。 kqB 00 ;  
g2_df3Q  
2. 系统说明 }u)G ERWO  
!|QeYGnq6  
参考光路 [uV/ Ra*g  
P@? '@.e  
3. 建模/设计结果 kpUU'7Q  
wi >ta  
d> AmM!J  
4. 总结 6Izv&  
p=T\3_q  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 <b40\Z{+  
daNIP1Qn  
1. 仿真 2DQC)Pe+z  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 a'~y'6  
2. 计算 m$: a|'mS  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 A| -\C$  
3. 研究 e28#Yh@U  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 d)sl)qt}0  
VX%\_@  
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。 sVnu Sm  
E6)mBAE  
应用示例详细内容 Q;M\P/f  
系统参数 <K'gvMG[  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 zvj >KF|y  
J[AgOUc  
 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。 ti% e.p0[  
9hzU@m  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 )Me&xQTn  
xFnMXh t  
2. 说明:光源 SQk!o{  
,:,|A/U  
2>s;xZ@/'R  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 =)bc/309  
 因此,相干长度大于1m U7=Z.*/62  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 R/|o?qTrj  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 g5[3[Z(.  
9tQk/niMM5  
oPir]` re  
p,fin?nW c  
3. 说明:光源 ha 5\T'  
j>23QPG`6U  
Q0-~&e_'  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 z{x -Vfd  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 v0sX'>f  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 yhmW-#+^e  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
V ZGhF!To  
4. 说明:光学元件 rz*Jmn b  
w@We,FUJN  
i/Z5/(zF  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 uzD{ewR/.y  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 }S4Fy3)  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 {HeMdGn9  
 透镜材料为N-BK7。 ;7hr8?M|  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 P/ 5r(l5  
?1sY S  
3t'K@W?AJh  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 M\3!elp2z  
QWEK;kUa@  
COafVlJ,l  
 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)。 Pc<ZfO #  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 teb(\% ,  
8:MYeE5  
6. 分光器的设置  o~B=[  
/~:ztv\$M"  
$fKWB5p|()  
*h1@eJHMz  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 o^D{WH\p  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 zFI bCv8  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 P^UcpU,  
aUV>O`|_  
7. 合束器的设置 Zh$Z$85p  
r|+Zni]  
&* iiQ3  
Rk<:m+V=  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 A|^?.uIM  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 81&!!qhfS  
= j -  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Lfor 0-j  
-zt\we qA  
`{%*DHa  
 增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 &IPT$=u  
应用示例详细内容 EHOdst  
仿真&结果 O1A*-G:X  
Oqyh{q%]  
1. 结果:利用光线追迹分析 <[Vr(.A  
UOyP6ej  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 h!.(7qdd  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
ETtR*5Y 5  
B(~D*H2T[  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 !**q20-aP  
H={,zZ11{  
U1Oq"Ij~  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 V+Z22  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 kDrGl{U}  
 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。
8^T' a^Wt  
E_? M&  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 DE[y&]/C{  
>z2 {D7  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 xnArYm  
 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°。  /Wa+mp  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 tU(6%zvR  
D4G{= Y}G  
4. 对准误差的影响:元件平移 5v]xk?Eb  
+CACs7tV  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 975KRnj  
 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。 >U17BGJ.  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 =LC5o2bLy  
y Le5,  
=y<Fz*aA  
5. 总结 ]2<g"zo0  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 )}EwEM  
,Vogo5~X  
4. 仿真 "/q6E  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 %Z.!Bm:  
It4F;Ah  
5. 计算 ?VJ Fp^Ra  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 f~53:;L/  
KS%,N _F<  
6. 研究 Uc/%4Gx   
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 |i|O9^*%  
!({[^[!  
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。 3KqylC &.  
m~}nM|m%  
扩展阅读 I?1^\s#L  
S_)va#b#  
1. 扩展阅读 >yaRz+  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Dd*C?6  
].$N@t C  
 开始视频 a^CIJ.P2  
- 光路图介绍 C 9DRVkjj  
- 参数运行介绍 !#'*@a  
- 参数优化介绍 v"^G9u  
 其他测量系统示例: s}5;)>3~@  
- 迈克尔逊干涉仪
+UB. M  
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