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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) XX+rf  
    <AXYqH7%A  
    应用示例简述 g[Y$SgJ  
     cA^7}}?e  
    1. 系统说明 7E]l=Z`x  
     5rhdm?Ls0  
    光源 L 3Iz]D3s  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) s;)tLJ!  
     元件 t38T0Ao  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 e1a%Rj~  
     探测器 `fHiY.-  
    — 干涉条纹 {uG_)GFr0  
     建模/设计 n*|-"'j  
    — 光线追迹：初始系统概览 W12K93tO  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 0<;B2ce  
     计算干涉条纹。 2Ki/K(  
     分析对齐误差的影响。 r#}%sof  
     m/h0J03'T  
    2. 系统说明 ~-zC8._w3r  
     ZaV@}=Rd8  
    参考光路 )HHzvGsL)  
    "*WXr$  
    3. 建模/设计结果 T9.gs}B0  
    W6>uLMUa  
    _E 8SX v  
    4. 总结 U3QnWPt}>  
     pu#<qD*w  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 NoIdO/vy"  
     G)`MoVH1  
    1. 仿真 1jb@n xRjO  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 E{B<}n|}&  
    2. 计算 .42OSV  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 HBu>BSv:  
    3. 研究 =+WFx3/  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 YWdvL3Bgk,  
    `VbG%y&I  
    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。 19DW~kvYk  
     Ky|0IKE8Z  
    应用示例详细内容 $P~a   
    系统参数 `XP Tf#9j  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 )c/BD C7g  
     4#uoPkLK  
     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。 cm<3'#~Q?  
    ShP V!$0  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 k[m-"I%ZFX  
     }Q_i#e(S  
    2. 说明：光源 P{ o/F  
     [d}1Cq=_  
    bx> D  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ~]Jfg$'  
     因此，相干长度大于1m 3i1>EjML  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 &~EOM  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 Zuf&maa S  
    %qhaVM$]  
     :n4x}%  
     Qp}<8/BM\  
    3. 说明：光源 }ls>~uN  
    i|e-N?l  
    jw)t"S/E  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Q]C1m<x  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 2vLn#  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 XR(kR{yo  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
      R !HL+  
    4. 说明：光学元件 2 Qy&V/E ?  
    j<u`W|vl  
    a>6p])Wh  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 QQJ cvaQ  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 M*Xzr .6  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Bb6_['y  
     透镜材料为N-BK7。 `B~%TEvMh  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 .W\Fa2}%av  
     nBd;d}LD  
    I`7[0jA~  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 P_}$|zj7  
     <v?-$3YT  
    \BA_PyS?W+  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 .+.Pc_fv  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 sE% n=Ww  
    &f$jpIyVX  
    6. 分光器的设置 w$_ooQ(_;Q  
    /@K?W=w4  
    ;XjKWM;  
    \VW.>@s~  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 !Qy3fs  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 aE+E'iL  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 p-Z5{by  
    zPn8>J<.0Q  
    7. 合束器的设置 'sC{d&c  
    *ZHk^d:  
    oPi)#|jcb  
    2ma.zI@^u9  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 z[B7k%}  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 9E+^FZe  
    x~ I cSt  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 /}V9*mD2  
    ~{J.br`  
    r(RJ&\ !  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 )s M}BY  
    应用示例详细内容 umc!KOkL  
    仿真&结果 *%8dW  
    3.soCyxmc  
    1. 结果：利用光线追迹分析 0=~Ji_5mB  
    mR@iGl\\  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 U^.$k-|k  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    QJxcH$  
    W /IyF){  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 {Tx+m;5F  
    9K)2OX;$w  
    xi^_C!*J  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 2e+DUZBoC  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 _uDtRoI8  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    7:]I@Gc'  
    `":< ]lj  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 Q16RDQ*  
    <w[)T`4N  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 gZ 9<H q  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 :[F w c  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 j5AW}   
    778a)ZOzb  
    4. 对准误差的影响：元件平移 F<o J  
    WKP=[o^  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 <[(xGrEZV  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 ]ko>vQ4]3  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 k9a-\UIMet  
    LqW~QEU(  
    _bW#* Y5  
    5. 总结 %ePInpb  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 J-=&B5"O>  
    Dzb@H$BQ7  
    4. 仿真 6ZX{K1_q  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 I6\ l 6o  
    " @.hz@>  
    5. 计算 }6`#u :OZ  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 IU&n!5d$)|  
    1_ %3cN.  
    6. 研究 I~EJctOG  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 IpHGit28  
    J-b Z`)[Q  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 ho 4~-xmN  
    r-=#C1eY&  
    扩展阅读 C4ge_u#  
    nD|Bo 9  
    1. 扩展阅读 %-> X$,Q :  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 FK>8(M/  
    o[aRG7C  
     开始视频 DdPU\ ZWR  
    - 光路图介绍 tK1P7pbC8r  
    - 参数运行介绍 kowBB0  
    - 参数优化介绍 o#CNr5/  
     其他测量系统示例： cJGU~\  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) ("ql//SL  
    KftZ ^mk+p  
    n}0[EE!  
    QQ：2987619807     o^H.uBO{  
     
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