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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 ?Bo?JMV  
0cHfxy3  
应用示例简述 9ky7r;?  
+7,8w  
1. 系统说明 o^3FL||P#r  
^>C 11v  
 光源 ev9; Ld  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m)  %BUEX  
 元件 Z&_y0W=t  
— 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 "`pNH'   
 探测器 D^Te%qnW  
— 干涉条纹 !; IJ   
 建模/设计 {P-xCmZ~Wt  
— 光线追迹:初始系统概览 {m[s<A(  
— 几何场追迹加(GFT+): 93j{.0]X  
 计算干涉条纹。 8{dEpV*  
 分析对齐误差的影响。 6?N4l ]l  
v? L  
2. 系统说明 ZWO)tVw9G  
U4BqO :sd  
参考光路 \K;op2  
yL6^\x  
3. 建模/设计结果 dL-i)F  
o\Uu?.-<  
cFK @3a  
4. 总结 t8QRi!\=  
;j{7!GeKa  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ]4`t\YaT  
yGxv?%%2  
1. 仿真 #ly@;!M  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 @Br {!#Wf  
2. 计算 O sQkA2=  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 d+;gw*_Ei  
3. 研究 l4rMk^>>  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 7Y1GUIRa3  
=.*98  
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。 `0{ S3v  
kbYeV_OwM  
应用示例详细内容 &SH1q_&BQ  
系统参数 5u r)uz]w8  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 !nd*W"_gQ/  
03k?:D+5  
 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。 "X04mQn15  
.Pe9_ZH$W  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 sYqgXE.  
]N^*tO  
2. 说明:光源 }s_hD`'  
{hQ6K)s  
wG 1l+^p  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 -Fxmsi  
 因此,相干长度大于1m 9@K.cdRjQ  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 bUZ_UW  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 1D F/6y  
H6K`\8/SeN  
S|em[D[Y^  
rv>^TR*,!  
3. 说明:光源 $bvJTuw  
['q&@_d7  
maNW{"1  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 cK@jmGj+  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 c>HK9z{  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 M6rc!K  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
3GH(wSv9\  
4. 说明:光学元件 D)Q)NI  
+ H_WlYg-  
UG;Y^?Ppe5  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 $s\UL}Gc  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 g5Z#xszj+  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 X[](Kj^`<  
 透镜材料为N-BK7。 WG u%7e]  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 kW@,$_cK  
=JS;;PzX[  
+G F#?X0^  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 71fk.16  
e`K)_>^n#  
{Qv>q$Q  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 h3* x[W  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 T?Fcohz(  
"O[j!fG8,  
6. 分光器的设置 (u3s"I d  
CZ<~3bEF  
5O/i3m26  
S6d`ioi-  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 w Y   
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 d XHB#  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 laKuOx}  
S=`+Ryc  
7. 合束器的设置 :1ecx$  
A3N]8?D  
+|iYg/2  
)E#2J$TD  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 :O<bA& :d  
 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。 hU]HTX'R  
DQ#H,\ ^<  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 YevyN\,}V!  
}A=y=+4 j  
I){\0vb@  
 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)。 {66sB{P  
应用示例详细内容 z4#(Ze@u~_  
仿真&结果 g>rp@M  
#11NPo9  
1. 结果:利用光线追迹分析 J7D}%  
vbx6I>\Y  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 [D-Q'"'A  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
?3ig)J,e[  
aI(7nJ=R  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 =<r8fXWZ  
~\)qi=  
:A %^^F%  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 RO;Bl:x4  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 =*qD4qYA  
 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。
\Ng\B.IQ  
*L6PLe  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 uwf 5!Z:>  
9SlNq05G7  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 j*"3t^|-  
 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°。 Aa0b6?Jm  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 pLa[}=  
/-bF$)vN  
4. 对准误差的影响:元件平移 4(}J.-B  
W?yd#j  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 Y2B &go  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 )VL96did  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 dkgSvi :!  
g4`Kp; }&'  
iovfo2!hD  
5. 总结  ~ ~uAc_  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 >Vy>O &r  
NK|?y  
4. 仿真 ^ -FX  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 5D M"0  
T=hho Gn  
5. 计算 C%*k.$#r!  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 O#wpbrJ  
O}9KJU  
6. 研究 (b?{xf'G  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 L %ip>  
8+]hpa,q  
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。 3lV^B[$  
 +`7KSwa  
扩展阅读 yC 77c=  
@(P=Eh  
1. 扩展阅读 8WE{5#oi  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 zR!o{8  
?JL7=o X  
 开始视频 y/e 2l  
- 光路图介绍 ^F?&|clM/  
- 参数运行介绍 =@TQ>Qw%b  
- 参数优化介绍 GgaTn!mJt  
 其他测量系统示例: D\<y)kh  
- 迈克尔逊干涉仪
| mu+9   
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