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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) !u}3H|6~  
    ~!F4JRf  
    应用示例简述 7$W;4!BN*  
     Xb-c`k~_  
    1. 系统说明 q{/Jw"e  
     s@LNQ|'kO  
    光源 /2Lo{v=0[  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) %*c|[7Z~V  
     元件 ,l .U^d6>  
    — 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 uyt-q|83=  
     探测器 u7&'3ef  
    — 干涉条纹 lp-Zx[#`}C  
     建模/设计 oz6+rM6MY  
    — 光线追迹：初始系统概览 YG~ o  
    — 几何场追迹加(GFT+)： Ygi1"X}  
     计算干涉条纹。 ]}7rWs[|1  
     分析对齐误差的影响。 gQ=POJ=G  
     36x:(-GFq  
    2. 系统说明 4)+IO;  
     4t Nvq  
    参考光路 #7-@k-<|  
    yCCw<?  
    3. 建模/设计结果 2{B(j&{  
    4ylDD|) rO  
    C<t'f(4s`u  
    4. 总结 8J3@VD.  
     R:OU>HsdX  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 $l,Zd6<1q  
     O| J`~Lk  
    1. 仿真 )6:]o&bZ  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 qD;v/,?  
    2. 计算 n_aNs]C9R  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ~8xh0TSi  
    3. 研究 vk)0n=  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 iSr`fQw#  
    4m~7 ~-h  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 R mW fV  
     Wx?&igh  
    应用示例详细内容 'uf2 nUo  
    系统参数 "bR'Bt  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 Sm$j:xw <  
     noh|/sPMD  
     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。 #W@% K9  
    HIX=MprL<  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 r*N~. tFo  
     =Esbeb7P  
    2. 说明：光源 PM-PP8h  
     XK%W^a*x  
    WiNr866nB  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 2rO)qjiH  
     因此，相干长度大于1m 7mn,{2  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 6I&j cHH  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 N$%61GiulT  
    Vo9>o@FlLM  
    n4WSV  
     w.D4dv_H  
    3. 说明：光源 0ck&kpL:9  
    ]CIQq1iY  
    OgKWgvy  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 /1 US,  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 EItxRHV5  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 wrQydI  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     K=tx5{V  
    4. 说明：光学元件 3V/_I<y  
    U+.PuC[3  
    W1?!iE~tO  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 gHvW e  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 x/%7%_+'  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 : 'd76pM-  
     透镜材料为N-BK7。 t&R!5^R  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 +MNSZLP]  
     QJ a4R  
    n5egKAgA  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 gb=80s0  
     8Wdkztp/S  
    $/[Gys3"  
     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)。 _\,rX\  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 (B>)2:T1  
    k;;nE o~6  
    6. 分光器的设置 iN<(O7B;  
    e86Aqehle  
    *CeQY M  
    j6tP)f^tD  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 /&D'V_Q`*  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 j`2B}@2  
     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 e=gboR  
    oMh~5 W  
    7. 合束器的设置 |h^K M  
    n> MD\ZS  
    3TU'*w &  
    CgVh\4,a  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。  : cFF  
     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。 \R86;9ov  
    +jq 2pFQ  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ,^.S0;D,Z  
    !Z U_,[  
    EvwbhvA(  
     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)。 E7rX1YdR  
    应用示例详细内容 z@!^ow)`J  
    仿真&结果 `GvA241  
    x 8 f6,  
    1. 结果：利用光线追迹分析 =LXvlt'Q34  
    cJP'ShnCh  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 d@-wi%,^  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    4JGE2ArR  
    m9#}X_&x  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 :~t<L%tYF  
    'Z\{D*=V8  
    *Jb_=j*)  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 so} l#  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 LkaG8#m1R  
     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。
    d4ic9u*D  
    ;US83%*  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ;xSRwSNDi(  
    ]|,vCKju  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 +``>,O6  
     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°。 Lb!r(o>8Cb  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 BwJNi6,  
    =f o4x|{O  
    4. 对准误差的影响：元件平移 PdR >;$1  
    w'd.;  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 6/|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。 ;)gLjF/F7  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。  q4_**  
    ?#4+r_dP  
    = Q@6c   
    5. 总结 ab{;Z 5O  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 #xlZU  
    :ezA+=ENg  
    4. 仿真 fb /qoZ  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 l#Yx TY  
    #De(*&y2  
    5. 计算 ^Ss<X}es-  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 1x { XE*%;  
    Hr8\QgD<4  
    6. 研究 AQ-mE9>P  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 o5>/}wIf  
    "s% 686Vz  
    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。 rWJ*e Y  
    5KK{%6#f\  
    扩展阅读 0"TgLd  
    g+.0c=G(  
    1. 扩展阅读 ~fBex_.o*  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 U>oW~Z  
    N9pwWg&<+  
     开始视频 fO #?k<p  
    - 光路图介绍 $iwIF7,\P  
    - 参数运行介绍 +B#qu/By  
    - 参数优化介绍 #7+]%;h  
     其他测量系统示例： \OP9_J(*  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) )]wuF`  
    jSB'>m]  
    #L\o;p(  
    QQ：2987619807     goB;EWz  
     
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