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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) |4XR [eX  
    Owa]ax5  
    应用示例简述 mu!hD^fw  
     I'NE>!=Q  
    1. 系统说明 o=,q4;R'  
     hjgxCSp  
    光源 GG}(*pOr  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m)  EK:s#  
     元件 qU1^ K  
    — 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 Nd"Rt  
     探测器 WG_20JdJY  
    — 干涉条纹 xGzp}   
     建模/设计 A/xWe  
    — 光线追迹：初始系统概览 4G%!t`? q  
    — 几何场追迹加(GFT+)： XgfaTX*  
     计算干涉条纹。 "?lm`3W"  
     分析对齐误差的影响。 -UPlQL  
     3>`CZ]ip}  
    2. 系统说明 AxN.k  
     SnhB$DG  
    参考光路 ? 8d7/KZO  
    bYKyR}e  
    3. 建模/设计结果 iuX82z`  
    n tfwR#j  
    \I"UW1)B  
    4. 总结 [;Q8xvVZ'  
     P`^{dH $P  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 n>w/T"  
     bs%lMa.o  
    1. 仿真 ;gh#8JkI  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 D{](5?$`|  
    2. 计算 fDn|o"  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ? Q`Sx  
    3. 研究 \qrSJ=}t  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 9Q#eu~R  
    @[qGoai  
    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。 U[ $KQEJYj  
     pLFJ"3IJB  
    应用示例详细内容 lD8&*5tDmP  
    系统参数 nC3U%*l  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 vu%:0p` K  
     [\ M=w7  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 .Z!!x  
    r 3@Q(Rb  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 9q2 >_Mv  
     +P7A`{Ae  
    2. 说明：光源 3sk$B%a>Z  
     4DVkycM  
    JeR8Mb  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 FT1h\K|a  
     因此，相干长度大于1m 1`tE Hu.  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 hSZ0 }/  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ZD9UE3-  
    &=sVq^d@qe  
    x9#>0 4s  
     ,t+5(qi  
    3. 说明：光源 ) #/@Jo2F  
    ^KU:5Bn  
    v5|X=B>&>  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 9E (VU.  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ^N!l$&=  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 g& y R-  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     g<[_h(xDeG  
    4. 说明：光学元件 p%A(5DE  
    =?`5n|A*  
    o0~+%&  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 sW~Z?PFP  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 Ge+&C RhyX  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 B)F2SK<@  
     透镜材料为N-BK7。 5#zwd oQ  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 1n! Jfs U  
     OC zWP,  
    um@RaU  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 x@F"ZiYD@O  
     b9[KdVsT6^  
    GNXQD}L?b?  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Gd)@PWK  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 wSp1ChS k  
    xo0",i f8  
    6. 分光器的设置 5|ih>?C/(  
    b;&J2:`  
    =:U63  
    h:[PO6GdX  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 D-.XSIEMu  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 b|T}mn  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 A6'G%of  
    ?op6_a-wm  
    7. 合束器的设置 G3P3  
    ZpPm>|w  
    t;9f7~  
    S]Gw}d]4  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 /vFw5KUu  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 tvptaw A.  
    o<e AZ  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 vN%zk(?T  
    EA 4a Z6%  
    6uQfe? aD  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 Cw]Q)rX{  
    应用示例详细内容 g2 uc+p  
    仿真&结果 A%n l@`s,  
    c"%XE#D  
    1. 结果：利用光线追迹分析 #;U_ L`q  
    t#kR@t+6$\  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 t &u,Od  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    {4&G\2<^^  
    O qDLb  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 A'qJke=  
    q>w@W:tZ  
    tv)x(MX  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 <tAn2e!  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 \cvui^^n  
     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。
    KYVB=14  
    5aw#!K=J'  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 E/:<9xl  
    #KZ- "$  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 Zb`}/%\7  
     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°。 vk+TWf  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 GiB3.%R`  
    N(Us9  
    4. 对准误差的影响：元件平移 ?<,9X06dP  
    =-{+y(<"r  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 4~4PZ  
     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。 VB*$lx X  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 noa?p&Y1m  
    5bGV91  
    ~.mnxn  
    5. 总结 ]i\D*,FfU  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 lu_ y9o^  
    {hK$6bD3^  
    4. 仿真 r#rQ3&Vn  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Y1txI  
    g^"",!J/  
    5. 计算 _S/bwPj|~y  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 4p&qH igG  
    }S3m wp<Y  
    6. 研究 I-4csw<Qy  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 vn~DtTp/  
    O9oVx4=  
    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。 J@(=#z8xS  
    Lp20{R  
    扩展阅读 Ua\g*Cxh  
    / O6n[qj|  
    1. 扩展阅读 +ww paR`  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 iN5~@8jAzz  
    Qs8iu`'  
     开始视频 R>BI;IcX  
    - 光路图介绍 EbuOPa  
    - 参数运行介绍 +w:[By"  
    - 参数优化介绍 ;^lVIS%&{  
     其他测量系统示例： I5>HB;Q  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) eI; %/6#  
    d4/snvq  
    EU TTeFp  
    QQ：2987619807     o\1"ux;b  
     
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