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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)
;oc&Hb  
[@5Ytv H  
应用示例简述 ])nPPf  
\Z+z?K O  
1. 系统说明 RH&~+5  
::}{_ Z  
 光源 %|^fi8!:|  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) Uk6HQQ  
 元件 Np"exFqN k  
— 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 L2[f]J%  
 探测器 }n4V|f-  
— 干涉条纹 \Ol kM<  
 建模/设计 R wZ]),o  
— 光线追迹:初始系统概览 z}MP)|aH:  
— 几何场追迹加(GFT+): ;e1ku|>$  
 计算干涉条纹。 $d_|NssvU  
 分析对齐误差的影响。 Bi @2  
A}3=561F?5  
2. 系统说明 `1bv@yzq  
参考光路 s=0BMPDgm  
f PM8f  
# ?/<  
3. 建模/设计结果 v#U"pn|M  
TzNn^ir=HX  
H*$jc\ dC  
4. 总结 IX>d`O61*g  
=*r]) Vg^  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 Aj+2;]M  
):b$xNn  
1. 仿真 =5(>q5Z*  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 V0P>YQq9s  
2. 计算 4\4FolsK  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Cd>WUw  
3. 研究 p(/dBt[3k  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Vnr[}<L  
}M H0L#Tu  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 f7X6fr<  
应用示例详细内容 z <##g  
系统参数 g.zEn/SM  
FXi{87F2  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 Nw1#M%/!r!  
Stu4t==U  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 8j=}u/T@F  
/XzH?n/{R  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 W8KDX_vGJ  
)~HUo9K9  
2. 说明:光源 LQngK7>  
<c qbUL  
Cc%LztP>  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 VrxQc qPr`  
 因此,相干长度大于1m >VN5`Zlw\C  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 \v.C]{Gzc  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 ! 3 f?:M  
iX2]VRNxl  
JU^lyi!  
_YLfL  
3. 说明:光源 ZI3Nq  
8(~K~q[Cr  
+gJ8{u!=k  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 #py[  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 o .qf _A  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 'Pn3%&O$  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
+KvU$9Ad>  
4. 说明:光学元件 A.EbXo/  
=p=rg$?  
@M5#S7q";  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 I~Zh@d%  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 N#DYJ-~*  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 y6[IfcN  
 透镜材料为N-BK7。 !,Va(E|=  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 37|&?||  
m6[0Kws&  
7,lq}a8z  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 zY('t!u8  
Dm-zMCf}Q  
F=a<~EpZ  
 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)。 Bhp-jq'!B  
 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] wT:b\km:!  
Ft;^g3N  
j{9D{  
!VI]oRgP  
[table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] |(q9"  
6. 分光器的设置 8F&=a,ps[  
gm[z[~X@  
 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 !`M|C?b  
7. 合束器的设置 H P3lz,d  
,~OwLWi-|X  
Ko&>C_N  
 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。 ZfgJ.<<  
I| b2acW  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 }`,t$NV`  
<F=xtyl7  
 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)。 7|[mz> "d  
应用示例详细内容 :X]itTrGs  
仿真&结果 %]8qAtV^3j  
}` != m  
1. 结果:利用光线追迹分析 `R=HKtr?  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Dqe^E%mc  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
,}))u0q+:  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 .P MZX%*v  
IuRmEL_Q_  
$+3}po\  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 cQ" ~\  
 因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
FcYFovS  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 9uBM<  
Oms. e  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 tGl;@V@Qj  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。
-cSP _1  
4. 对准误差的影响:元件平移 _Gjk;|Sx<I  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 fI~Xmw+}}  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 CCWg{*og  
cdZ~2vk  
3T}izG]  
5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 x\s|n{  
Gmq/3tw  
4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 !cAyTl(_  
%d(^d  
5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 p-zXp K"  
0 rXx RQ  
6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 U 9A~9"O  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 U]vYV  
J<dVT xK12  
扩展阅读 <B6&I$Wc+  
1. 扩展阅读 JA'h4AXk  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 0;:.B j  
 开始视频- 光路图介绍 75T7+:p  
- 参数运行介绍- 参数优化介绍 },>pDeX^P  
 其他测量系统示例: V %YiAr>  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
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