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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 =5J}CPKbZI  
`C$.  
应用示例简述 g6MK~JG$?h  
F8KSB"!NR  
1. 系统说明 `bNY[Gv>)  
zW8rC!  
 光源 yHe%e1  
— 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) " 5,'K~hz  
 元件 )k$ +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 4"7/+6Z  
 探测器 #L ffmS  
— 干涉条纹 _ ZMoPEW  
 建模/设计 0F/o  
— 光线追迹:初始系统概览 O!#r2Y"?K1  
— 几何场追迹加(GFT+): =)!sWY:  
 计算干涉条纹。 gAD,  
 分析对齐误差的影响。 @p"m{  
br`cxgZ0"  
2. 系统说明 WS6'R    
NH~\kV  
参考光路 +8h!@  
n 'gU  
3. 建模/设计结果 HHzAmHt  
vq/3a  
u7L&cx  
4. 总结 opqY@>Vh&  
gaV>WF  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 O%}?DiSl  
*3 8 u ~n  
1. 仿真 P:KS*lOp  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 hh#p=Y(f  
2. 计算 ?h\fwF3  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 y rH@:D/  
3. 研究 &PZ&'N|P  
不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ~xCv_u^=  
<x-7MU&  
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。 7 x#QkImQ  
]-g9dV_[>j  
应用示例详细内容 XtCG.3(LY  
系统参数 bY&!d.  
1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 LT[g +zGB  
\w#)uYK{i_  
 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。 < #FxI  
z;iNfs0i$  
这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 SFJ"(ey$  
VDT.L,9  
2. 说明:光源 C2 4"H|D  
#;D@`.#\  
[|&#A;{F#  
 使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 z_f^L %J0  
 因此,相干长度大于1m 3LRBH+Tt  
 此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 :_k5[KT.]9  
 在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 Y#[xX2z9  
+9exap27  
Y]VLouzl  
{^":^N)  
3. 说明:光源 j[CXIz?c  
&8\6%C  
&ea6YQ  
 采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Y[!s:3\f  
 扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 8Wba Hw_  
 因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 L.2!Q3&  
 与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
L8,/  
4. 说明:光学元件 7y4jk  
T].Xx`  
i"#pk"@`  
 在参考光路中设置一个位相延迟平板。 #$X _,+<HZ  
 位相延迟平板材料为N-BK7。 [nA1WFfM  
 所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 Cz|F%>y#  
 透镜材料为N-BK7。 Z H2   
 其中心厚度与位相平板厚度相等。 p(>D5uN_}5  
?U+nR/H:6  
(<2!^v0.M  
5. 马赫泽德干涉仪光路视图 &6e A.  
>N~orSw%  
pz=/A  
 增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 RiG]-K:  
 由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 NY?pvb  
f cnv[B..{  
6. 分光器的设置 /Z~5bb(  
O1Ynl` }  
& LhQr-g  
0YZ66VN!  
 为实现光束分束,采用理想光束分束器。 J@A^k1B  
 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 "[ieOFI  
 随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1,对应于两个光束分束器 6zIK%<  
3S .2  
7. 合束器的设置 :28[k~.bo  
l?A~^4(5a/  
+w?-#M#  
T 9FGuit9  
 两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 40aD\S>  
 为此,必须选择两个输入通道的叠加,才能得到期望的干涉图。 E|3[$?=R  
RR2M+vQ  
8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ?$MO!  
xFcW%m>9C  
D+u\ORj  
 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)。 5/R ~<z  
应用示例详细内容 yU>ucuF  
仿真&结果 >}B53.;.k  
T|p%4hH  
1. 结果:利用光线追迹分析 @^%YOorr  
p7W9?b9  
 首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 OaKr_m  
 对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
Pv|sPIIB7  
JkI|Ojmm/  
2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 `#:(F z  
)-m/(-  
sf O{.#5<  
 现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 {11 3B)  
 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 mA#;6?6  
 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。
>`^;h]Q  
#r,!-;^'p  
3. 对准误差的影响:元件倾斜 fZ(k"*\MZ  
8_Z"@  
 元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 U] P{~  
 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°。 e~SRGyIww  
 结果可以以独立的文件或动画进行输出。 vuZ'Wo:S{  
L#WGOl  
4. 对准误差的影响:元件平移 ~R\ $Z  
\O]kf>nC  
 元件移动影响的研究,如球面透镜。 ixL[(*V  
 现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 nt@uVwfQ  
 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 \~r_S  
0EasPbp  
['Qh#^p  
5. 总结 Tkn8W j  
马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 vsPIvW!V  
pq%inSY  
4. 仿真 h7 mk<  
以光线追迹对干涉仪的仿真。 W.59Al'  
d6ifJ  
5. 计算 E2tUL#  
采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 s`pdy$  
i6S["\h>  
6. 研究 aWNj l  
不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 MShcZtN  
:UX8^+bfZ  
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。 FxT]*mo  
k@pEs# a  
扩展阅读 t. HwX9  
iVo-z#  
1. 扩展阅读 nm)/BK  
以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 nGsFt.  
q^uCZnkb=  
 开始视频 =>JA; ft  
- 光路图介绍 <tm=  
- 参数运行介绍 a '?LC)^  
- 参数优化介绍 %zR5q  Lb  
 其他测量系统示例: WqS$C;]%  
- 迈克尔逊干涉仪
n'?]_z<  
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