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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) $$*0bRfd4=  
    85Kf>z::c  
    应用示例简述 Yp8XZ 3  
     yVJ)JhV  
    1. 系统说明 u'gsIuRJ  
     *OHjw;xm+  
    光源 f9hH{ ( A  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) AJ6O>Euq  
     元件 @V+KL>Qw  
    — 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 ;<%d^   
     探测器 T b*Q4:r"  
    — 干涉条纹 2uMSeSx$  
     建模/设计 A2Iqn5  
    — 光线追迹：初始系统概览 .TNJuuO  
    — 几何场追迹加(GFT+)： 3wfJ!z-E8  
     计算干涉条纹。 8^R~qpg%  
     分析对齐误差的影响。 n@S|^cH  
     &yqk96z  
    2. 系统说明 Ie8SPNY-H  
     =,&{ &m)  
    参考光路 6+C]rEY/o  
    5 RYrAzQo  
    3. 建模/设计结果 Bu{%mm(  
    7]hRAhJ8I  
    E.^u:0:P  
    4. 总结 #jg3Ku;Y  
     5z" X>!?^  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 "tj]mij2)G  
     zCu+Oi6  
    1. 仿真 6']WOM#  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 h9~oS/%:  
    2. 计算 %*Yb J_j7  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 0_t9;;y :  
    3. 研究 mk6>}z*  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 I#W J";kqB  
    :;Npk9P(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。 ntZHO}'  
     gpCWXz')i  
    应用示例详细内容 `|:` yl  
    系统参数 8{Vt8>4  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 p#gf^Y5  
     yWi?2   
     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。 AQc9@3T~Bi  
    jLEO-<)-)  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 )=0@4   
     |;YDRI  
    2. 说明：光源 WTZuf9:  
     i^rHZmT  
    1\5po^Oioy  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 p >nKNd_aQ  
     因此，相干长度大于1m 0rc'SEl  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 X\BdN Hr  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 <h`}I3Ao  
    ;Udx|1o  
    ZrWA,~;  
     MnptC 1N  
    3. 说明：光源 dAjm4F -  
    lK#uya g  
    "}uV=y  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 o7yvXrpG(U  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 w X.]O!^X~  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 KU_""T  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     B> zQ[e@t  
    4. 说明：光学元件 ?C_Y2JY  
    59(} D'lw>  
    $u,`bX  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Kq:vTz&<  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 7#9fcfL  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 No]#RvEd3  
     透镜材料为N-BK7。 *(nu0  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 Z'c9xvy5  
     h9+ 7 6  
    YKa9]Q  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 +)7h)uq  
     qn` \g  
    ^i17MvT'  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 4TaHS!9  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 6H|&HV(!R  
    l,j0n0h.  
    6. 分光器的设置 ,^qHl+'  
    !]P=v`B.  
    ,h.hgyt  
    !Ee&e~"  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 4HyD=6V#  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。  Kuh)3/7  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 05;J7T<  
    Bv}nG|  
    7. 合束器的设置 8*(|uX  
    E1|:t$>Ld  
    )'`@rq!  
    Qf|c^B  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 UFr5'T  
     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。 ;x4yidb6  
    8jgamG  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 tnw6[U!rh=  
    +\MGlsMK@.  
    p 4lB#  
     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)。 FdMTc(>  
    应用示例详细内容 IPlkv{^  
    仿真&结果 E^V4O l<  
    dxF)) Z  
    1. 结果：利用光线追迹分析 2;YL+v2  
    <7J\8JR&=  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 EBplr ,  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    x]|-2t  
    @86I|cY  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 B%KfB VC  
    `qj24ehc  
    fMRMQR=6B  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 f_tC:T4a  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 /QVhT  
     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>spJ5ls  
    Q E*`#r#e  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 MrpT5|t  
    Bfr$&?j#  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 !o8(9F  
     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°。 "A&HNkRz  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 k!sk\~>YO  
    LW+^m6O  
    4. 对准误差的影响：元件平移 $U}GX'1LZ  
    EY[J;H_b  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 3[iHe+U(  
     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。 Z=>#|pW,)  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 EB[B0e 7}  
    _9"%;:t  
    dL>8|  
    5. 总结 c=~FXV!  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 O4Hc"v  
    k>72W/L^  
    4. 仿真 @# &y  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 UU]a).rz  
    r WPoR/M  
    5. 计算 ^EmI;ks  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 #N `Z)}Jm  
    )nA fT0()0  
    6. 研究 ;TG<$4N  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 bupDnTF  
    "A,-/~cBV  
    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。 e'1}5Ky  
    %P-z3 0FHp  
    扩展阅读 by0M(h  
    Tjza3M  
    1. 扩展阅读 GJ4R f%  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 :sXn*k4v  
    RS[>7-9  
     开始视频 R3gg{hQ  
    - 光路图介绍 hQ}B?'>  
    - 参数运行介绍 G,JNUok  
    - 参数优化介绍 8^6dK  
     其他测量系统示例： x6B_5eF  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)  oN7JNMT  
    P|4qbm4%O,  
    gN/6%,H}  
    QQ：2987619807     lq\/E`fc`  
     
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