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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) <bSG|VqnH  
    z6IOVQ*r  
    应用示例简述 9f#~RY|#m  
     lF*}l  
    1. 系统说明 eeVDU$*e=  
     pwF+ZNo  
    光源 %>p[;>jW  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) QJ i5 H  
     元件 fMpxe(  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 |~K 5]  
     探测器 Z Zs@P#]  
    — 干涉条纹 5VS};&f  
     建模/设计 /M : 7  
    — 光线追迹：初始系统概览 !Y8+ Z&^2  
    — 几何场追迹加(GFT+)： T }}T`Ce  
     计算干涉条纹。 V jdu9Ez  
     分析对齐误差的影响。 ._E 6?  
     | 2Vhj<6  
    2. 系统说明 c>|1%}"?  
     qix$ }(P  
    参考光路 VGY x(  
    ndmsXls  
    3. 建模/设计结果 (U{,D1?  
    R7o'V* d  
    ]/9@^D}&  
    4. 总结 +TZVx(Z&A  
     6%a9%Is!O  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 l`bl^~xRo  
     "u.'JE;j  
    1. 仿真 cMfJq}C<  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 } =p e;l  
    2. 计算 UVd ^tg  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 -k?K|w*X  
    3. 研究 SHc?C&^S  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 4<j7F4  
    S.zY0  
    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。 sv.?C pE  
     [;C|WTYSL  
    应用示例详细内容 c W1`[b  
    系统参数 34 '[O  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 %ws@t"aER  
     Q\nIU7:bZ  
     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。 [Ot<8)Jm  
    ~eZ]LW])  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ,bxGd!&{Q  
     j0b>n#e7  
    2. 说明：光源 8DuD1hZq  
     DO 0  
    /u&7!>,  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 hz+O.k],?  
     因此，相干长度大于1m vn+~P9SHQ  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 [ KDNKK  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 }*P?KV (  
    [k]3#<sS  
    n%ypxY0  
     |})v, o B  
    3. 说明：光源 NI:3hfs  
    35H.ZXQp-  
    Qp;FVUw9  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 V2S HF  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 ~_F<"40  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 U+Vb#U7;  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     }0C v J4  
    4. 说明：光学元件 KJ7-Vl>  
    Gn%"B6  
    ja4zLf(<  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 >rYkVlv  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 ;LC?3.  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ]-sgzM]q  
     透镜材料为N-BK7。 :CsrcT=  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 [;Jq=G8&t  
     _l+8[\v  
    4$y P_3  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 #l 6QE=:  
     [a!)w@I:  
    3=("vR`!  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 hs*n?vxp3  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 ,FwJ0V  
    L%<DLe^P`l  
    6. 分光器的设置 \b}%A&Ij  
    ;YZ'd"0v  
    Ki>XLX,er=  
    h2 y<vO  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 ]2c0?f*Y7  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 .JBTU>1]_n  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 T7^?j :kJ/  
    :W9a t  
    7. 合束器的设置 }J`cRDO  
    */OKg;IMi  
    `<6FCn4{X  
    >uxAti\  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 nwVW'M]r  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 NpxgF<G  
    IN,=v+A  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Wjli(sT#-  
    q<K/q"0-l  
    =z4J[8bb  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 m8 6ztP)  
    应用示例详细内容 dwouw*8  
    仿真&结果 #S(b2LEc  
    }1 j'  
    1. 结果：利用光线追迹分析 &YBZuq2?  
    "|BSGV!8  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 buDz]ec b  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    \x|8  
    d(K}v\3!  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 aoBiN_  
    _Nh`-R%B)  
    4Ik'beZqK  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 !R![:T\,  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 {$V2L4  
     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。
    <`u_O!h  
    RN$>!b/  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 Yq'D-$@  
    Ph)>;jU  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 SX&Q5:  
     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°。 > qPP_^]  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 TkVqv v  
    %LuA:{EVD  
    4. 对准误差的影响：元件平移 . I."q  
    MpTOC&NG%s  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 '>HLE)l  
     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。 f@k.4aS  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 r5y*SoD!  
    EMDYeXpV  
    W\<HUd  
    5. 总结 i1K$~  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 4(,M&NC  
    lq mr`\@)  
    4. 仿真 .#Z"Sj  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。  ?<T=g  
    vOq N=bp  
    5. 计算 fYW9Zbov-  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 dkeMiL m  
    Cu_-QE  
    6. 研究 FF;Fo}no-  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 _h 6c[*  
    cI&XsnY  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 F3t IJz>3  
    <+<Nsza  
    扩展阅读 {vT9I4d8  
    >WLHw!I!6  
    1. 扩展阅读 y.-Kqa~  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 FNw]DJ]  
    5hh6;)  
     开始视频 )Cat$)I#,  
    - 光路图介绍 =\mJ5v"hA  
    - 参数运行介绍 $R+rB;=a!  
    - 参数优化介绍 ?6HnN0A)  
     其他测量系统示例： Dy:r)\KX  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) qlnA7cK!  
    $/$Hi U`.  
    :^-\KE` 3  
    QQ：2987619807     2H`>Kj  
     
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