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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) @3bVjQ`4f  
    dEW= V"W  
    应用示例简述 @ 'U`a4  
     Qraa0]56  
    1. 系统说明 q4,/RZhzh  
     WuTkYiF  
    光源 8]rObT9>  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) G#A6<e/  
     元件 s^Xs*T@~h  
    — 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 Z$zX%w  
     探测器 SwM=?<  
    — 干涉条纹 +[4y)y`  
     建模/设计 xC}'"``s  
    — 光线追迹：初始系统概览 U} w@,6  
    — 几何场追迹加(GFT+)： <`wOy [e  
     计算干涉条纹。 <qEBF`XP=  
     分析对齐误差的影响。 ,Z}ST|$u  
     r|i)  
    2. 系统说明 ^66OzT8A  
     *kcc]*6@s  
    参考光路 N>1d]DrQR  
    aIh} j,  
    3. 建模/设计结果 @.`k2lxGd~  
    !YZKa-  
    *zW]IQ'A  
    4. 总结 XL'\$f  
     (]PH2<3t  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 #zBqj;p  
     D0z[h(m  
    1. 仿真 ^YB2E*  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 5fYWuc9}z  
    2. 计算 q- 0q:  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 ~$hR:I1  
    3. 研究 q03+FLEfC  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 q?@*  
    >y(loMl  
    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。 tmoaa!yRnT  
     8=zREt<Se  
    应用示例详细内容 n$9Xj@  +  
    系统参数 uX]]wj-R3  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 yrl7  
     kk4+>mk  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ]E'?#z.t  
    dDD5OnWmJ  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 `(=?k[48  
     #;?/fZjY  
    2. 说明：光源 b#R$P]dr=  
     {TdxsE>  
    oN%zpz;OR  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 %r*,m3d  
     因此，相干长度大于1m .GL@`7"  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 &\b(  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 O'{kNr{u  
    `AvK=]  
    A|YgA66M  
     'cQ,;y  
    3. 说明：光源 $)BPtGMGo  
    NJVkn~<  
    J9DI(`  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 -Dy<B  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 _`p^B%[  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 p . P#S  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     p<}y'7(  
    4. 说明：光学元件 }xi?vAaTl  
    ]<L~f~vU  
    pl)?4[`LUc  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 }V`_ (%Q-e  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 #8ltV`  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。  Fq5u%S  
     透镜材料为N-BK7。 noEl+5uY  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 $#2<f 6  
     /e^) *r  
    vqO#Z  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 HavlN}h  
     ~I%164B+/  
    ~(huUW  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 :@ VCKq!  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 E)f9`][  
    \ym^~ Q|  
    6. 分光器的设置 n;$u%2t2  
    ( ^@i(XQ  
    WVK AA.  
    ?%Tx% dB  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 J YA>Q&  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 4 2DMmwB   
     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 w/rJj*  
    $Bl51Vj N  
    7. 合束器的设置 S<*IoZ?T  
    ;aX?K/  
    r]D U  
    ZH8w^}  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 #s15AyKz5  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 Xw<;)m  
    hsS&|7Pt  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 =T&<z_L  
    _~ei1 G.R  
    / x$JY\cq`  
     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)。 '@h  
    应用示例详细内容 Y~A I2HS  
    仿真&结果 ^blw\;LB  
    _KxR~k^  
    1. 结果：利用光线追迹分析 )oz2V9X{  
    $Cfp1#  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Kg"eS`-  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    J'7;+.s(  
    VP^Yf_  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 B@0#*I Rm  
    % XZ&(  
    ztX$kX:_m  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 *AGf'+j*z  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 !K}W.yv,  
     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。
    #OM)71kB8  
    Ut;4`>T  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 g52)/HM  
    G)t-W %D&  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 ty rP[y  
     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°。 7Re\*[)T  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 j|K;Yi  
    |pWu|M _'  
    4. 对准误差的影响：元件平移 HF_8661g  
    hhZ%{lqL  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 Ng*-Bw)p]  
     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。 0'$67pY  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 f+n {9Hz  
    x4L3Z__  
    y_Urzgm(  
    5. 总结 3Wv^{|^  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 jG;J qT  
    Dv/7 w[F  
    4. 仿真 Ry]9n.y  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 0:u:#))1  
    V,d\Wkk/  
    5. 计算 {j]cL !Od  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 JW^ ${4  
    JJ_ Z{  
    6. 研究 w?|qKO  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 6?KUS}nRS  
    F!)[H["_  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 wS#Uw_[  
    K$/"I0YyI  
    扩展阅读 83/m^^F{]  
    TaHcvjhR  
    1. 扩展阅读 p!^K.P1 '  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 5  >0\=  
    z+6PVQ  
     开始视频  .nrbd#i-  
    - 光路图介绍 0NZ'(qf~9  
    - 参数运行介绍 iO?^y(phC  
    - 参数优化介绍 ,&S0/j  
     其他测量系统示例： S qb>a j  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) n9={D  
    KhB775  
    Q. O4R_H  
    QQ：2987619807     ov,s]g83  
     
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