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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) tW!*W?  
    le_a IbB"P  
    应用示例简述 leF!Uog  
     CY':'aWfa<  
    1. 系统说明 u-jV@Tz  
     By9CliOy:  
    光源 ;I@\}!%H  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) e KuF7Oo  
     元件 ,yp#!gE~  
    — 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 s-IM  
     探测器 :W>PKW`^  
    — 干涉条纹 xVYa-I[Z  
     建模/设计 !ni 1 qM  
    — 光线追迹：初始系统概览 GwA\>qXw  
    — 几何场追迹加(GFT+)： #I MaN%  
     计算干涉条纹。 : &nF>  
     分析对齐误差的影响。 iD cYyNE  
     c om4@NK  
    2. 系统说明 l['p^-I  
     Q(Yn8t  
    参考光路 <H#0pFB  
    0$b4\.0>~  
    3. 建模/设计结果 E 6MeM'sx  
    V60"j(  
    MtF^}/0w!`  
    4. 总结 2z$!}  
     CY.92I@S  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 qnQ".  
     /oJ &\pI  
    1. 仿真 ~K5A$ s2  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 3mopTzs)  
    2. 计算 KSS]%66Y  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 Y~!A"$   
    3. 研究 g'w"U9tjO  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 RX_f[  
    1R yE8DdP  
    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。 AEx VKy  
     m6^#pqSL  
    应用示例详细内容 t_16icF9U  
    系统参数 h {zb)'R  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 \M|:EG%  
     S[hyN7sI  
     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。 r| ]YS6  
    (~bx%  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 _NwHT`O[  
     Zv@ Fr9m  
    2. 说明：光源 j+dQI_']x  
     2"shB(:z>  
    &tf(vU;,'  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Sp?e!`|8  
     因此，相干长度大于1m bZAL~z+ V  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 }kItVx  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 f8WI@]1F  
    9c*B%A8J  
    MwQ4&z#wh  
     5D<ZtsXE  
    3. 说明：光源 CCt\[hl  
    |N)),/R_  
     f9<"  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ^Z\"d#A  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 .}Xf<G&  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 ]a uqf  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     7{w}0PMx  
    4. 说明：光学元件 \/\w|j  
    3HuGb^SNg  
    Rrl  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 a]%s ks  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 olL? 6)gC  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 `$6~QLUf  
     透镜材料为N-BK7。 75> Ok/  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 ZvT>A#R;l~  
     "lt5gu!`u  
    b5 NlL`g  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 n{etDO  
     T2.[iD!A  
    n|rKo<Y0  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 *TI?tD  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 |</)6r  
    dT?3Q;>B?  
    6. 分光器的设置 XpE847!soL  
    fn5-Tnsq*  
    N]| >\  
    gVR]z9  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 Z0-?;jA@  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 )i[Vq|n  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 to,\n"$~!  
    eMFxdtH  
    7. 合束器的设置 @@{5]Y  
    J>nBTY,_<  
    ,5ZQPICF  
    q-_!&kDK"  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 NV9JMB{q  
     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。 +DR$>a  
    \M._x"  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 NIbK3`1  
    J,u-)9yBA<  
    Sx e6&  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 IOuqC.RJ}o  
    应用示例详细内容 p)?6#~9$  
    仿真&结果 yzzJKucVU:  
    Pgy[\t2K  
    1. 结果：利用光线追迹分析 xz5A[)N  
    oo7}Hg>  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Dat',5  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    ^w.]1x  
    vPz7*w  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 4:N*C7 P  
    /"u37f?[^  
    Iapz,nuE  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 u5glKE  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 C}Kl!  
     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。
    GfEWms8z  
    0NC70+4L  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 y*-_  
    h3 XS t  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 ^rP]B-)  
     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°。 ,%l}TSs  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 HBtk)  
    }$L63;/H  
    4. 对准误差的影响：元件平移 +>vKI8g*RH  
    X<[ qX*  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 zB`woI28  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 uXh:/KO  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 pxd=a!(  
    Xw!\,"{s  
    xHJkzI  
    5. 总结 !@8i(!xb  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 x6s|al  
    ozRTY9S _;  
    4. 仿真 c:9n8skE7  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 u ij^tN%  
    `a|&aj0  
    5. 计算 U{hu7  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 %60 OS3  
    Y6 sX|~Zy  
    6. 研究 S\&3t}_  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 !#O [RS  
    ~:bdS 4w  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 '"\M`G  
    M] /aW  
    扩展阅读 |9c~kTjK  
    /]xa}{^B  
    1. 扩展阅读 !!^z6jpvn  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 Kh(`6 f  
    *<($.c  
     开始视频 x2#JD|0  
    - 光路图介绍 Ms(xQ[#+  
    - 参数运行介绍 r%ES#\L6+|  
    - 参数优化介绍 iT4*~(p 3  
     其他测量系统示例： 1Qf}nWy  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) YoKyiO!   
    H,X|-B  
    K ?!qNK  
    QQ：2987619807     &HM-UC|  
     
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