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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) XG2&_u&  
    6 B>1"h%Wf  
    应用示例简述 RQiGKz5  
     PEqO<a1Z8  
    1. 系统说明 Ln-/ 9'^  
     |eH >55 b  
    光源 -v"\WmcS  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m)  mkH {%7n  
     元件 C":i56  
    — 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 X-,scm  
     探测器 +iKs)s_~  
    — 干涉条纹 ernZfd{H  
     建模/设计 jzCSxuZ7O  
    — 光线追迹：初始系统概览 I{#&!h>]U  
    — 几何场追迹加(GFT+)： P6q`i<  
     计算干涉条纹。 GPP{"6q5'  
     分析对齐误差的影响。 G=?2{c}U  
     {v{qPYNyh  
    2. 系统说明 ]XX9.Xh=-  
     =[{YI2S  
    参考光路 /Xa_Xg7  
    $ qOV#,@  
    3. 建模/设计结果 '@OqWdaR  
    )c~1s  
    " o.V`Bj  
    4. 总结 8/lv,m#  
     ?S&pq?   
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 LS1r}cl  
     iEd%8 F h  
    1. 仿真 2p'ujAK  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 {c5%.<O  
    2. 计算 #m 2Ss  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 i"|="O0v5  
    3. 研究 |KSd@   
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 R7axm<PR=  
    4?Mb>\n%<^  
    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。 $r0~& $T&  
     "XQj ~L  
    应用示例详细内容 0V{a{>+  
    系统参数 Y4E UW%  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 xDtq@Rb}  
     QUa_gYp0v  
     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。 )nJo\HFXv  
    +%yVW f  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 v.Fq.  
     -"*UICd  
    2. 说明：光源 />1Ndj  
     /JaCbT?*T  
    [AAG:`  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 %4X#|22n  
     因此，相干长度大于1m S0X %IG  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 l+# l\q%l  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 &+t! LM  
    Bl,rvk2  
    ~`J/618  
     NpS*]vSO  
    3. 说明：光源 "&jWC  
    ziFg+i%s  
    N^,@s"g  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 M7D@Uj&xx(  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 GE+ %V7  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 J LOTl.  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     3&*_5<t\X  
    4. 说明：光学元件 Z+jgFl 4  
    ^a9v5hu  
    'EsN{.l?  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 %<^B\|d'?  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 <sXmk{  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 8J60+2Wa  
     透镜材料为N-BK7。 f-at@C1L%L  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 @8[3 ]<  
     Obl']Hr{y9  
    lZyxJDZ A  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 vN=bd7^?=  
     8<z]rLQw?%  
    "S$4pj`<  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 c;M7[y&  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 dV{N,;z  
    b"`Vn,  
    6. 分光器的设置 O0`k6$=6r  
    "wk~[>  
    P38D-fLq  
    d'1 L#`?  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 `Qzga}`"]  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 x --buO  
     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 F"7dN*7  
    L%D:gy9o  
    7. 合束器的设置 ujF*'*@\  
    aBV{Xr~#(  
    L,I5/K6  
    .gmNE$d  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 vo'=d"zm  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 JXR_klx  
    aOWE\I c8  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 J{98x zb  
    JaC =\\B  
    &p\fdR4e  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 +-=o16*{ !  
    应用示例详细内容 r[P5 ufy2]  
    仿真&结果 [K2\e N~g  
    ]6wo]nV[P  
    1. 结果：利用光线追迹分析 }m6zu'CV  
    aL63=y  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 5w:   
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    oH/6  
    +8+@Az[e0  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 7%aaqQ1T  
    sP1wO4M?{  
    [<~1.L^I  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 d ]LF5*i  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 v?Q|;<   
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    {3RY4HVT?  
    R-Y|;  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 rDNz<{evj  
    Wb!"L`m  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 -eKi}e  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 P 19nF[A  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 WBS~e  
    #bX~.jKW  
    4. 对准误差的影响：元件平移 aL\vQ(1zO  
    d/>owCwQ  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 Y)@mL~){  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 r3a$n$Qw  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 #V4kT*2P)  
    voRr9E*n  
    Y 9rW_m@B  
    5. 总结 Eq>3|(UT  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 4_3O?IY  
    -!E))|A  
    4. 仿真 3`@alhD'  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 qx0RCP /s  
    _%G)Uz{3  
    5. 计算 F,0 @z/8a  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 O[ O`4de9  
    %mR roR6  
    6. 研究 ZKKz?reM'  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 %JBFG.+  
    <1tFwC|4BJ  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 FC.d]XA%/d  
    8D[8(5  
    扩展阅读 ZM oV!lu  
    rM6^pzxe  
    1. 扩展阅读 Q9X7- \n  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ..yuEA  
    *@'4 A :A  
     开始视频 S4]}/Imn)  
    - 光路图介绍 M7"I]$|\  
    - 参数运行介绍 /E'c y  
    - 参数优化介绍 k$</7 IuH  
     其他测量系统示例： %OWLM  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) y=y=W5#;77  
    iTTe`Zr5y  
    'Z LGt#  
    QQ：2987619807     $Xf1|!W%a%  
     
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