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infotek 2024-11-21 07:56

使用相干光模拟马赫泽德干涉仪

测量系统(MSY.0001 v1.1)
"`i:)Et  
g?[& 0r1  
应用示例简述 ~l*?D7[o  
H&=n:'k^  
1. 系统说明 :IR9=nhS]  
6%\Q*r*N  
 光源 2Jo~m_  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) ./&zO{|0]  
 元件 ^>X)"'0+  
— 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 E R]sDV  
 探测器 ZG@M%|>  
— 干涉条纹 pPyvR;NJ  
 建模/设计 4d e]?#=  
— 光线追迹:初始系统概览 hP1 l v7P  
— 几何场追迹加(GFT+): ?)' 2l6  
 计算干涉条纹。 { 8f+h  
 分析对齐误差的影响。 "\/^/vn?  
t `Y!"l  
2. 系统说明 ~3bZ+*H>  
参考光路 H\| ]!8w5Z  
a%T -Z.rd  
6mu<&m@  
3. 建模/设计结果 .;HIEj zq  
mGe|8In  
R>d@tr  
4. 总结 1X::0;3  
&whX*IZ{  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 HUJ|-)"dw  
e`Co,>W/  
1. 仿真 iIsEQh  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 \+iu@C  
2. 计算 ms}f>f=  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 @q&|MMLt  
3. 研究 .~q)eV  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 G` ,u40a  
79SqYe=&uy  
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。 Sk/#J!T8{  
应用示例详细内容 iUIy,Y  
系统参数 Xb]=:x(  
6P~aW  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 y !<'rg  
$T?*0"Mj[  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 L`UG=7r q  
aqs%m (  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 v<;: 0  
JBR[; zM  
2. 说明:光源 c[VrC+e m  
}xDB ~k  
I?a8h`WS+  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 \Z)#lF|^  
 因此,相干长度大于1m T&r +G!2  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 nW4Vct  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 q*6q}s3n  
5-D`<\  
Ag0]U  
[J0*+C9P*  
3. 说明:光源 CQdBf3q  
oi2J :Y4  
|9>*$Fe"  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 j$@?62)6  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ]7a;jNQu  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 24|  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
&*B>P>x  
4. 说明:光学元件 Aoj6k\YX  
e:N7BZl'c9  
mZwi7s&u  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 BlXX:aZv  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 *B0V<mV  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 $ye^uu;Z  
 透镜材料为N-BK7。 : *ERRSL)  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 f1A_`$>  
[ S5bj]D  
-#Np7/  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 P: n#S%  
{G]?{c)"  
'/k^C9~m r  
 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)。 q"S(7xWS  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] y-'" >  
+%P t_  
j"5Pe  
2s 7mI'  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] wG+=}1X  
6. 分光器的设置 sltk@  
huz86CO  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 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 Yi 6Nw+$  
7. 合束器的设置 o,CBA;{P  
[FGgkd}  
?cJY B)  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 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。 Q:mZ" i5  
MEEAQd<*  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 <P1rqM9^  
r*chL&7  
 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)。 + 3h`UF  
应用示例详细内容 !#?8BwnaZ  
仿真&结果 Qm< gb+  
hyfR9~  
1. 结果:利用光线追迹分析 ~ FGe ~  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 E/ijvuO  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
y_*n9 )Ct  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 [B,'=,Hbs  
F"'n4|q4n  
?4 qkDtm  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 ,;%yf?  
 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。
),=@q+{E{  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 &'s^nn]  
GB>aT-G7q  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 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°。 %*kLEA*v  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。
,t1vb3  
4. 对准误差的影响:元件平移 O+_N!/  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 3y ryeS  
 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。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 )Vg2Jix,]  
If;R?j0;Q  
+dw!:P &  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ^;r+W -MQ  
W5.Va.  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 `B:"6nW6  
o2aM#Q  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 \3aTaT?..  
*_1[[~Aw  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 NG" yPn  
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。 \gItZ}+c4}  
A2NF<ZsD  
扩展阅读 g6%Z)5D]!  
1. 扩展阅读 o>F*Itr{  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 #f*g]p{   
 开始视频- 光路图介绍 rQJ"&CapT  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 C#;@y|Rw  
 其他测量系统示例: wzh ]97b  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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