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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) DGNn#DP  
    ZP '0=  
    应用示例简述 zZ;V9KM>v  
     `N8t2yF  
    1. 系统说明 P|t2%:_  
     fGoJP[ae  
    光源 ox5WboL  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ~bsdy2&/q  
     元件 0X5b32  
    — 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 UjS+Ddp  
     探测器 R5&<\RI0  
    — 干涉条纹 h.q9p!  
     建模/设计 [ps4i_  
    — 光线追迹：初始系统概览 _ Y7 Um  
    — 几何场追迹加(GFT+)： D7=Irz!O\7  
     计算干涉条纹。 jXPbj.  
     分析对齐误差的影响。 hDXaCift  
     [,(+r7aB  
    2. 系统说明 ~BMUea(  
     [}yPy))A  
    参考光路 8Oz9 UcG  
    5= T$h;O  
    3. 建模/设计结果 6j95>}@  
    7^tYtMm|U  
    NS-0-o|4#  
    4. 总结 S0M i  
     ~RLWr.pK  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 #x`K4f)  
     3)I]bui  
    1. 仿真 F}=_"IkZ  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Mfnfp{.)  
    2. 计算 gegM&Xo  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 >Y(JC#M;  
    3. 研究 bo1J'pU  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 -ijzo%&qA  
    #8zC/u\`=  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 %7QSBL  
     =cO5Nt  
    应用示例详细内容 Lp/'-Y_  
    系统参数 0!oqP1  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 %J Jp/I  
     @Ne&%F?^Z  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 X}Om)WCr  
    f@[)*([  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 m#[9F']Z`  
     TO.STK`  
    2. 说明：光源 JI  cm$  
     ^+~ 5\c*  
    t2Jf+t_B7  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 [ r  
     因此，相干长度大于1m ~!=Am:-wr  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 #RbdQH !  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ^4NRmlb  
    {]dG 9  
    <B>hvuCoH  
     rIb~@cR)  
    3. 说明：光源 2vU-9p {  
    h(R7y@mp\0  
     ;u [:J  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 v(GnG  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 $-u c#57  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 #-PMREgO  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     `e fiX^  
    4. 说明：光学元件 p(nO~I2E  
    fj/L)i  
    v_Df+  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 *rbgDaQ  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 -agB ]j  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 ''D7Bat@  
     透镜材料为N-BK7。 \4^zY'  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 ,i|K} Y&  
     wEwR W  
    t- TUP>_  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 KC"&3  
     K F_Uu  
    !L|l(<C  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 MgJ5FRQ  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 60]VOQku  
    ah f,- ?S  
    6. 分光器的设置 :*BN>*1^\r  
    Ph%ylS/T{  
    H C,5j)1  
    F_g(}wE# q  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 \y%"tJ~N{  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 \At~94  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 YFPse.2$a  
    V=p"1!(  
    7. 合束器的设置 #pgD-0_  
    3 !8#wn  
    .>}I/+n  
    Z.!<YfA)  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 kr|r-N`  
     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。 H ?9Bo!  
    _ Pzgn@D  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 }No#_{  
    ^|6#Vx  
    P^=B6>e  
     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)。 lP)n$?u  
    应用示例详细内容 74:( -vS  
    仿真&结果 uL-kihV:-  
    :RukW.MR  
    1. 结果：利用光线追迹分析 2;*G!rE&*`  
    t#_6GL  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 A'7Y{oPHX  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    p>\[[Md  
    <*z'sUh+}  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 BeQ'\#q,  
    l3BN,HNv+  
    88 X]Uw(+  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 VyN F)$'T  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 &&52ji<3  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    UJDI[`2  
    `>g\gaQ  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 Q?LzL(OioN  
    U&:-Vf~&  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 COm^ ti-p  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 ^Ss <<  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 j DEym&-  
    RA!m,"RM  
    4. 对准误差的影响：元件平移 I4w``""c  
    yx&}bu\  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 a6ryyt 5  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 2-qWR<E  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 mZ? jpnd  
    eYoc(bG(+  
    ZVJ6 {DS/  
    5. 总结 CdCY#$Z  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 (zy|>u  
    g#l!b%$  
    4. 仿真 5xnEkg4q4  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 }j1;0kb?  
    6tP!(  
    5. 计算 Gdx %#@/  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 |5FEsts[  
    @ YWuWF  
    6. 研究 il{x?#Wrb  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 pX3El$p  
    _C1u}1hW#  
    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。 fM:bXR2Y'  
    rVsCJuxI  
    扩展阅读 U v>^ Z2  
    rGt]YG#C  
    1. 扩展阅读 ]v@ng8  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 bT9:9LP  
    7KRNTnd  
     开始视频 [a$1{[|)  
    - 光路图介绍 L{&1w  
    - 参数运行介绍 WTt /y\'6  
    - 参数优化介绍 ^tm2Duv  
     其他测量系统示例： d/*EuJYin<  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) HlkjyD8  
    %Gu=Dkz  
    c<cYX;O  
    QQ：2987619807     cMy?&  
     
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