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infotek 2020-11-23 09:20

使用相干光模拟马赫泽德干涉仪

测量系统(MSY.0001 v1.1) =,AC%S_D~  
( *9Ip  
应用示例简述 `j}_BW_  
o/dMm:TF  
1. 系统说明 R*Xu( 89  
5U)ab3 :  
 光源 FM9X}%5nu9  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) J~iOP  
 元件 Wiq{wxe  
— 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 s,$Z ("B  
 探测器 &PRx,G5  
— 干涉条纹 mZbWRqP[|_  
 建模/设计 @3 -,=x  
— 光线追迹:初始系统概览 43J\8WBn@  
— 几何场追迹加(GFT+): @ kJ0K  
 计算干涉条纹。 7>'uj7r]=  
 分析对齐误差的影响。 o9m  
Q$|^~  
2. 系统说明 2<[ eD`u  
(Pk"NEP   
参考光路 *?^Z)C>  
${eY9-r_%  
3. 建模/设计结果 HBh` 2Q  
$Wr\ [P:  
E7X!cm/2<  
4. 总结 Cdp]Nv6  
^s^ JzFw  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 @cuD8<\i  
49+ >f  
1. 仿真 hncS_ZA  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 Qy=HrL]x  
2. 计算 OuOk=  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 *<*0".#  
3. 研究 Dd!Sr8L[  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ]UX`=+{  
uFwU-LCe  
利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 Si?$\H*:  
.7 (DxN  
应用示例详细内容 5l41Q  
系统参数 lQV|U;~D  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 w`c0a&7  
7$!`p,@we/  
 通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 Ni2]6U  
g d337jw  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 a'@-"qk  
G1kaF/`O  
2. 说明:光源 kCima/+_  
hq/J6 M  
)!'n&UxPo$  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 AIuMX4nb  
 因此,相干长度大于1m X^zYQ6t  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 \*f;!{P{  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 aB6Ye/Io  
rr|"r  
kWB, ;7  
rkxW UDl   
3. 说明:光源 #F_'}?09%  
9<xTu>7J  
%x&F4U  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 <=q*N;=T,  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 cyW;,uT)D  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 M'yO+bu  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
<"* "1(wN  
4. 说明:光学元件 3c c1EQ9  
8@E8!w&~  
`5~7IPl3  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 4\p$4Hs}  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 tf4*R_6;1$  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 n vm^k  
 透镜材料为N-BK7。 `vudS?  
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 +0VG[ c\8  
p1+7 <Y:  
$Axng J c  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 $fj])>=H  
:@.C4oq  
m&Lt6_vi  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 UM<@t%|>  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 +H7y/#e+3  
E]NY (1  
6. 分光器的设置 5N\+@grp  
Ba<ngG !  
d!o.ASL{  
aSUsyOe  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 xJ-*%'(KZ  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 y =R aJm  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 MFv Si  
S#k{e72 *  
7. 合束器的设置 g[M]i6h2  
qYx!jA]O  
~L~]QN\3  
29%=:*R$  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ]3}feU+  
 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!&CG5l  
-TgUyv.  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 TZ'aNcGg  
[eyb7\#   
' PELf P8  
 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)。 *|oPxQCtK  
应用示例详细内容 `qE4U4  
仿真&结果 QO2Ut!Y  
T8U[xu.>  
1. 结果:利用光线追迹分析 i-b1d'?Rb  
gt/!~f0r  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 gV|Y54}T  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
H<,bq*@  
#pX8{Tf[  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 pajy#0 U  
AuAT]`  
gwiR/(1  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 vevf[eO-  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 usy,V"{  
 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。
>Fyu@u  
_%%yV  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 7%4.b7Q  
pw3 (t  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 SiV*WxQe  
 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°。 *Rq`*D>:U}  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 G,]z (%  
@ u+|=x];  
4. 对准误差的影响:元件平移 + 8f>^*:u  
d@ZoV  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 12lEs3  
 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。 3p_b8K_bG  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 NI8~QeGah  
9:-T@u  
&\k?xN  
5. 总结 7/?DPwbx  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 >! oF0R_<  
<(YF5Xm6$h  
4. 仿真 $@2"{9Z  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 #/ +I*B*y  
pDOM:lGya  
5. 计算 =&2$/YX0D  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 I8k  
5mavcle{4r  
6. 研究 :_Fxy5}  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 x%6hM |U  
TT7PQf >  
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。 kwlC[G$j7  
:G 5C ]'t  
扩展阅读 )[jy[[K(  
_R74/|  
1. 扩展阅读 3]^'  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 X`1p'JD  
TKOP;[1h  
 开始视频 6vobta^w  
- 光路图介绍 Dx3%K S  
- 参数运行介绍 M/#U2!iFk  
- 参数优化介绍 -!TcQzHUs  
 其他测量系统示例: :B.G)M\  
- 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) v459},!P  
y]'CXCml)  
X$V|+lTk  
QQ:2987619807
W-XpJ\_  
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