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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) FyZw='D  
    -]W AB9  
    应用示例简述 v(h   
     Ur?a%]  
    1. 系统说明 !;zacw  
     l')?w]|  
    光源 Le|Ho^h,Y  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) [KVBT;q6  
     元件 Z3~$"V*ZB{  
    — 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 $MB56]W8  
     探测器 =NH:/j^  
    — 干涉条纹 #^yw!~:{  
     建模/设计 0)yvyQ5  
    — 光线追迹：初始系统概览 Ko>pwhR}  
    — 几何场追迹加(GFT+)： q`"gT;3S  
     计算干涉条纹。 iN<&  
     分析对齐误差的影响。 )z2Tm4>iql  
     h1FM)n[E7  
    2. 系统说明 <M7@JgC &  
     FUvZMA$  
    参考光路 FTtYzKX(bv  
    bkLm]n3  
    3. 建模/设计结果 1i$9x$4~E  
    ;W'y^jp]"  
    /".+OpL  
    4. 总结 X<#Q~"  
     &>*f J  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 QVb @/  
     "'^#I_*Mf  
    1. 仿真 [@uL)*o_#  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 !@W1d|{lu  
    2. 计算 \&Mipf7a  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 .Rd@,3  
    3. 研究 B9>3xxp(by  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 .FXq4who  
    )+u|qT3%  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 ;jo,&C  
     Ke~a  
    应用示例详细内容 Ex&f}/F  
    系统参数 7'J}|m{7  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 j42U|CuK  
     !3kyPoq+  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 =S|SQz5%w  
    V[HHP_  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ]+ XgH #I  
     ~+q$TV  
    2. 说明：光源 C-@@`EP  
     o'D{ql  
    IT'~.!o7/  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 (SkI9[1\@3  
     因此，相干长度大于1m &t5pJ`$(Cy  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 600-e;p  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ( T VzYm y  
    ppM d  
    k8GcHqNHx  
     V`l.F"<L  
    3. 说明：光源 p*-o33Ve  
    '<^%> R2  
    qCc'w8A  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 N|h`}*:x=  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 >(<OhS(  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 )67Kd]  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     J&@[=zBYw  
    4. 说明：光学元件 gX{V>T(<  
    qg 4:Vq  
    S=0zP36kH:  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 \XCs(lNh  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 V2u^sy  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 lw\OsB$  
     透镜材料为N-BK7。 Hd U1gV>  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 eg3zp gZ  
     k =ru) _$2  
    QukLsl]U  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 v< xe(dC  
     7;dV]N  
    DQ?'f@I&*  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 @-NdgM<  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 _W@q%L>  
    S =U*is  
    6. 分光器的设置 u%Hegqn  
    9mEC|(m*WK  
    `$JPF  Z  
    `9(TqcE  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 )|x) KY  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 _ncqd,&z  
     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 &DYHkG  
    J-:\^uP  
    7. 合束器的设置 Dr^#e  
    f[6;)ZA  
    </>;PnzE  
    Xjt/ G):L  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ~]*P/'-{#  
     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。 ?dl7!I@<E<  
    (%rO'X  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 nAZuA]p}S]  
     5%mc|  
    !_QE|tVeR  
     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{ (t_N >  
    应用示例详细内容 jqPQ= X  
    仿真&结果 puV(eG  
    ZxlQyr`~a(  
    1. 结果：利用光线追迹分析 U!r2`2LY  
    ?\L@Pr|=Dr  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 QmvhmsDL  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    YLVIn_\}  
    6+b!|`?l+  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 02g}}{be8  
    I dgha9K  
    r?{tu82#i  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 aze}ko NE  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 x6d+`4  
     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。
     )`!i"  
    K9\`Wu_qL  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 h|$.`$  
    8_US.52V  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 3K c  
     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°。 8  ;y N  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 NRe{0U}nO  
    ~5<-&Dyp7  
    4. 对准误差的影响：元件平移 v) mO"\  
    81u}J9z;  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 LE%3.. !  
     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。 Z& e_yl  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 wWB-P6  
    -.~Dhk  
    #]>Z4=]v  
    5. 总结 y=_8ae}aD~  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 (%=[J/F/  
    KP `{ UD)  
    4. 仿真 o(Yj[:+m  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 ;^za/h>r  
    'B ocMjRA  
    5. 计算 3e+ Ih2  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 bq#*XCt#  
    Pb 4%" 9`  
    6. 研究 |B yw]\3v  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 r8x<- u4  
    ?s/]k#H  
    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。 0\*[7!`s  
    ,) ^4H>~V  
    扩展阅读 'o;>6u<u  
    lcR53X  
    1. 扩展阅读 $a|C/s+}7>  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 mcvd/  
    tfW*(oU  
     开始视频 OPH f9T3H  
    - 光路图介绍 f}Mx\dc  
    - 参数运行介绍 7<;87t]]  
    - 参数优化介绍 zXWf($^&E  
     其他测量系统示例： .21[3.bp/q  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) %2>ya>/M  
    &Jw]3U5J  
    OIP JN8V  
    QQ：2987619807     ?hu}wl)  
     
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