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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) V9/2y9u  
    $@s-OQ}  
    应用示例简述 ;a|%W4"  
     K 91O$'J  
    1. 系统说明 F&`%L#s|  
     Q|[^dju  
    光源 .Ao _c x  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) 0B[~j7EGO  
     元件 1OvoW Nx  
    — 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 ("(wap~<nD  
     探测器 cRs\()W  
    — 干涉条纹 {li Q&AZ  
     建模/设计 kXdXyq  
    — 光线追迹：初始系统概览 7*K2zu3  
    — 几何场追迹加(GFT+)： ,2 xD>+=  
     计算干涉条纹。 I] +OYWp  
     分析对齐误差的影响。 l ?b*T#uIk  
     zk1]?  
    2. 系统说明 tSni[,4Kq  
     D?dS/agA  
    参考光路 %<+Ku11  
    > {d9z9O  
    3. 建模/设计结果 ^:$ShbX"P  
    djoP`r  
    SnX)&>B  
    4. 总结 OI0@lSAo<  
     N`d%4)|{  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 uzb|yV'B  
     >B``+ Z^2  
    1. 仿真 ,Y| ;V  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 OW6dK #CFt  
    2. 计算 <}.!G>X  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 CXuMNa  
    3. 研究 (I6Q"&h]  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 9*~";{O.Oa  
    jZ"j_ =o@  
    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。 Mig l  
     B^]Gv7-  
    应用示例详细内容 74NL)|M  
    系统参数 d~6UJ=]@8  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 KbciRRf!k  
     Myn51pczl  
     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。 6uUzky  
    ~-G_c=E?  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 kZ6:= l  
     vV=rBO0a?  
    2. 说明：光源 eu]qgtg~U  
     YuHXm3[  
    KRR)pT  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 GbQg(%2F  
     因此，相干长度大于1m *Jt+-ZM  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 f6\4 ,()  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 pI.8Ip_r  
    fGA#0/_`  
    !M)] 1Y  
     Z:<wB#G  
    3. 说明：光源 eNH9`Aa  
    S|KUh|=Q  
    =j20A6gND  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ]R!YRu  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 pVzr]WFx  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 3A =\Mb  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     !?J- Y  
    4. 说明：光学元件 K:VZ#U(_  
    A42!%>PB  
    $Fi1Bv)  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 (7&b)"y  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 6#qt%t%?D  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 &Cm]*$?  
     透镜材料为N-BK7。 oLq N  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 ~e)"!r  
     6Z=Qs=q  
    Yi[MoYe/K  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 II=!E  
     {61Y;  
    zN)).a  
     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)。 t.\Pn4  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 C1l'<  
    "j_cI-@6  
    6. 分光器的设置 1D!MXYgm1b  
    OZz!8-|wE  
    z6,E} Y  
    U 9Ea }aN  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 ~J#Z7y]p!j  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 V[Sj+&e&  
     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 sX}#L  
    A>mk0P)~Q  
    7. 合束器的设置 cF EO}  
    Jf#-OlEQ  
    }J-e:FUF#  
    8^_e>q*W  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 /?b{*<TK  
     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。 C9""sVs  
    ] O~$|Wk  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 Z( "-7_  
    BG.sHI{  
    =:6B`,~C  
     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)。 Eht8~"fj  
    应用示例详细内容 {Xr 9]g`  
    仿真&结果 C(8!("tU  
    6hcK%0z  
    1. 结果：利用光线追迹分析 Bga4kjfmk  
    \D]9:BNJ  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 hM>.xr  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    lOe|]pQ.,  
    lF40n4}  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 WIAukM8~  
    f/\S:x-B  
    )iK:BL*Nw  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 [f[Wz{Q#Y  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 [7LdTY"Tl  
     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。
    !h<O c!9  
    %q9"2] cR  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 4vvQ7e7  
    {^:NII]  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 7|_2@4-W6  
     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°。 f|F=)tJO  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 =*zde0T?l  
    23,pVo  
    4. 对准误差的影响：元件平移 myqwU`s  
    D:z_FNN  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 WB<MU:.Vc  
     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。 FgrVXb_q  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 )~ &gBX  
    {X_I>)Wg  
    fBz|-I:k +  
    5. 总结 Q00v(6V46  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 T (]*jaB  
    dD~H ft  
    4. 仿真 /& c2y=/'C  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 E $W0HZ'  
    x'OP0],#  
    5. 计算 .c@Y ?..+  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 M&gi$Qs[E  
    z}Us+>z+jc  
    6. 研究 .5s^a.e'O  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 h;y}g/HZ  
    C~"UOFX  
    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。 #sg dMrVQ  
    ;_|4c7  
    扩展阅读 o`7 Z<HF  
    7sWe32  
    1. 扩展阅读 qdmAkYUC  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 ""|;5kJS4  
    .jC5 y&  
     开始视频 q@ ;1{  
    - 光路图介绍 mE>{K  
    - 参数运行介绍 T}29(xz-(h  
    - 参数优化介绍 Y|J=72!]  
     其他测量系统示例： BSB&zp  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) aSxDfYN=R  
    ])%UZM6  
    7zA+UWr  
    QQ：2987619807     'jO8C2Th%  
     
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