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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) G[>NP#P  
    Rge>20uTl$  
    应用示例简述 &3t973=  
     >`AK'K8{M  
    1. 系统说明 R,BJr y  
     (I~   
    光源 )95k3xo  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) zP44 Xhz  
     元件 x@OBGKV  
    — 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 \E?3nQM  
     探测器 {5Bj*m5  
    — 干涉条纹 8'*x88+  
     建模/设计 ;5ki$)v"  
    — 光线追迹：初始系统概览 gF,=rT1:>r  
    — 几何场追迹加(GFT+)： yP{ 52%|+  
     计算干涉条纹。 gxl7j Y  
     分析对齐误差的影响。 D"pT?\kO  
     3 2z4G =l  
    2. 系统说明 GNJ /|9  
     Q$U5[ TZm  
    参考光路 )g'J'_Sl  
    iE''>Z  
    3. 建模/设计结果 9qftMDLZJ\  
    i M !`4  
    "s0,9; }  
    4. 总结 y$%oR6 K7-  
     .Exvuo`F  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 \8xSfe  
     "B{3q`(  
    1. 仿真 :6Nb,Hh~  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 "%Ok3Rvv  
    2. 计算 ~3.*b% ,  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 RvAgv[8  
    3. 研究 P\MDD@  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 `$/a-K}  
    )7 Mss/2T  
    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。 )J[m>tyY5  
     P gA<pfEHE  
    应用示例详细内容 *V kaFQZ$,  
    系统参数 AJ}FHym_ZQ  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 GY%5N= u  
     9I/l+IS"X  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 +g g_C'"  
    TO.b- ;  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 b WNa6x  
     K[icVT2v~  
    2. 说明：光源 G*4I;'6  
     W\~ie}D{  
    Wo "s;Z  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 fM ID}S  
     因此，相干长度大于1m ms0V1`  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 3Rb#!tx9  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 i6WPf:#wr  
    m FTuqujO  
    7n#-3#_mG  
     \oWpyT _  
    3. 说明：光源 !K(  
    >UCg3uFj  
    ?XY'<]o E  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 Tv"T+!Z  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 C~T ,[U  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 y7>3hfn~w  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     rci,&>L"  
    4. 说明：光学元件 Rj";?.R*e  
    ];k!*lR)  
    %nkP" Z#  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。  oYN"L  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 D \i]gfu8W  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 b@CjnAZ  
     透镜材料为N-BK7。  ijOp{  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 Kzn1ct{65!  
     "Vq= Ph  
    <OEIG 0  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 lW?}Ts ~'  
     ')v,<{  
    )IcSdS0@M  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 QwX81*nx  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 D`@a*YIq  
    d'W2I*Zc<  
    6. 分光器的设置 S%MDQTM  
    Xr K29a  
    T{ @@V  
    &lLk[/b  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 zd5=W"Y;]  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 _fS\p|W(E  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 B}TY+@  
    I-^sJ@V;  
    7. 合束器的设置 :j`f%Vg~x  
    `"65 _?B i  
    T!]rdN!  
    =J1V?x=l@  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 X[$h &]  
     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。 KNmU2-%l  
    _6fy'%J=U  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 lOcFF0'  
    In1{&sS  
    79;uHR&S  
     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)。 KS8@A/f  
    应用示例详细内容 kKlNhP(  
    仿真&结果 Rf0so   
    +A8q.-N G  
    1. 结果：利用光线追迹分析 AM=,:k$  
    P-B5-Nz  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 FQ 0&{ulb  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    F?'  
    {xg=Ym)  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 5, ,'hAq_  
    zI[<uvxzW`  
    wKi#5k2  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 vk E]$4P[$  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 f#&z m} t  
     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;rW!Hb  
    ifS#9N|8  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 JRC2+BU /  
    eW 4[2Q  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 9^DAlY,x.  
     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°。 FNUs .d"  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 |9XoRGgXU  
    m4~ |z  
    4. 对准误差的影响：元件平移 )A*53>JV  
    p^ (Z  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 o*A, 6y  
     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。 :=*G7ZyW$  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 &ic'!h"  
    K/B$1+O  
    [<,7LG<  
    5. 总结 Fk49~z   
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 G0!6rDu2,  
    0V-jOc  
    4. 仿真 Khd A;bF  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 }&+,y<>   
    #W8F_/!n|  
    5. 计算  \xp0n  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 !2Ompcr1  
    FR6 W-L  
    6. 研究 .WKJ37od  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 =c \(]xX  
    \},H\kK+^  
    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。 .aO6Y+Y  
    ~x(|'`  
    扩展阅读 @+t|Aa^g  
    'y!qrmMRr  
    1. 扩展阅读 ].d%R a:{  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 q}p$S2`  
    ShL!7y*rT{  
     开始视频 H.|I|XRG/  
    - 光路图介绍 9O&m7]3  
    - 参数运行介绍 EGI$=Y  
    - 参数优化介绍 e46`"}r  
     其他测量系统示例： ]#4kqj}  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) nHeJ20  
    j]&Qai~}Y  
    C.ynOo,W  
    QQ：2987619807     rb@[ Edj  
     
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