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    [分享]使用相干光模拟马赫泽德干涉仪 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-11-23
    测量系统(MSY.0001 v1.1) F!gNt<fZ  
    )u8*zwq  
    应用示例简述 :xFu_%7  
     <)O >MI' 4  
    1. 系统说明 bo@,4xw  
     *;hY.EuoFz  
    光源 1~2R^#rm  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) &~~aAg  
     元件 #wenX$UTh3  
    — 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 dGW {l]N  
     探测器 76-jMcGi  
    — 干涉条纹 Vi|7%!j<  
     建模/设计 S]&8St  
    — 光线追迹：初始系统概览 b!0DH[XKV  
    — 几何场追迹加(GFT+)： /gz:zThf{  
     计算干涉条纹。 O' +"d%2'  
     分析对齐误差的影响。 VL+N: wb>  
     E6Q]A~  
    2. 系统说明 /!GKh5|  
     7]Al*)  
    参考光路 l{Jt sI  
    _eJXi,  
    3. 建模/设计结果 J I<3\=:+  
    ,~4H{{<j  
    :qKF58W  
    4. 总结 \q~w<%9Dq  
     l~bKBz  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算  i"vawxm  
     QsiJ%O Q  
    1. 仿真 ugYw <  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Ji;SY{~kv  
    2. 计算 ,;_rIO"  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 4% HGMr  
    3. 研究 N&T:Lt_N  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 1O |V=K  
    .K IVf8)"  
    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。 LA-_3UJx  
     y 'OlQ2U  
    应用示例详细内容 }N3V5cab  
    系统参数 0$6*o}N%  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 |6E .M1  
     D+Cm<ZT~  
     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。 '\`6ot8  
    C+w__gO&r  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 mjb { ~  
     9tn;L"#&N  
    2. 说明：光源 W9Nmx3ve  
     z3a-+NjDm  
    Bv $UFTz  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ]q{ PDZ   
     因此，相干长度大于1m $>*Yhz `  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 nnNv0 ?>d(  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 t<nFy  
    oid[syPB  
    @F>F#-2  
     Wta]BX  
    3. 说明：光源 7J UbVa%  
    < f(?T`  
    f~ =r*&U  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 !VwmPAMr#v  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 8eluO ?p  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 =m7H)z)i*J  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     kneuV8+(5  
    4. 说明：光学元件 $X \va?(  
    B**Nn!}0  
    p3c"ZPO~z  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 n9%]-s\Hn  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 _qn?2u3mnR  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 =E(#YCx  
     透镜材料为N-BK7。 RRADg^}l|"  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 0,_b)  
     AF}gSNX  
    y6-XHeU  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ;HNq>/{  
     ~`qEWvPn  
    1l5J P|x  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 2N5`'  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ^C/  
    ba3*]01Yb  
    6. 分光器的设置 7" 4z+w  
    k?*KnfVh!  
    qnChM ;)  
    R_ ZK0ar  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 u.,Q4u|!  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 Zd!U')5/  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 !E2W\chi  
    kJ{+M]pW  
    7. 合束器的设置 uo2'"@[e  
    jq-l5})h  
    fBhoGA{=g  
    NBYH;h P  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 *$,:m  
     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。 SmhGZ  
    Dnw|%6Y  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 7B7&9<gc  
    MHU74//fe  
    E{?au]y$J  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 a0=WfeT  
    应用示例详细内容 MSw$_d  
    仿真&结果 -C-yQ.>\T#  
    :Y P#  
    1. 结果：利用光线追迹分析 dOFD5}_   
    "ZrOrdlg+A  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 EON:B>2a  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    S<`I Jpkv  
    hI},~af  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 nXy>7H[0  
    &@% $2O.3  
    KC`q#&dt  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 [P~hjmJ(y  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 P 43P]M2  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    }}&#|)Yq  
    k(t}^50^j  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 mN |r)4{`  
    piy`zc- yu  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 *=AqM14 @  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 >w+HHs/$wK  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 A9BX_9}]  
    #bX9Tu0  
    4. 对准误差的影响：元件平移 8CbXMT  
    EV pi^>M  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 T 20&F  
     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。 qpIC{'A.  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 }%7 NF*  
    /D! ;u]  
    p]T<HGJ P  
    5. 总结 #@HF<'H}mu  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 ~6YMD  
    a.N{-2ptH  
    4. 仿真 oVFnl A  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Q7Iw[=;\  
    7lV.[&aKW  
    5. 计算 I$q]. B  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 s\!>"J bAQ  
    k:jSbbQ  
    6. 研究 tW WWx~k  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 hj'(*ND7z  
    &xRo^iV?  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 Gx`Lks  
    *Kdda} J+  
    扩展阅读 pRkP~ZISU  
    <-D/O$q  
    1. 扩展阅读 OnQdq^UB  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 _XCOSomL`  
    .X# `k  
     开始视频 hn#1%p6t  
    - 光路图介绍 ]vwW]O7  
    - 参数运行介绍 n]E?3UGD@W  
    - 参数优化介绍 , ]bB9tid  
     其他测量系统示例： FEVEp  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) aDO !  
    T5a*z}L5  
    4R18A=X  
    QQ：2987619807     i3rH'B -I.  
     
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