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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) ?Bf>G]zx  
    L-|l$Ti"  
    应用示例简述 u`'" =Y_E  
     hU$a Z  
    1. 系统说明 SA TX_  
     B%tF|KKj  
    光源 w9'>&W8T  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) OHndZ$'fI  
     元件 oxxuw Dcl  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 ep6+YK:cn  
     探测器 Da-Lf2qT9  
    — 干涉条纹 pwFdfp  
     建模/设计 6ld4'oM  
    — 光线追迹：初始系统概览 3L&:  
    — 几何场追迹加(GFT+)： mi=mwN%UB  
     计算干涉条纹。 sT?{  
     分析对齐误差的影响。 ~$y"Ldrp  
     Ja6KO2}p  
    2. 系统说明 gWr7^u&q@|  
     cO J`^^P  
    参考光路 DZqPCMz)^  
    FI^Wh7J  
    3. 建模/设计结果 70qEqNoC  
    Kn^+kHh:  
    M/ 64`lcb  
    4. 总结 kp*v:*  
     :qE.(k1@5  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 YdhV a!Y  
     .`IhxE~mN  
    1. 仿真 Y:DopKRD  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 & 'u|^d  
    2. 计算 _*AI1/>`  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 5Cdn j  
    3. 研究 Kg 6J:HD49  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 }2]|*?1,  
    ,-6Oma -  
    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。 ZXx1S?u  
     Zv@qdY<:  
    应用示例详细内容 rD}g9?ut  
    系统参数 =f~<*wQ  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 vbmt0df  
     ] hT\"5&6  
     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。 =NY;#Jjn  
    K$Bv4_|x  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 `W x| 4  
     EGl<oxL*R2  
    2. 说明：光源 % mQ&pk  
     )+L|<6JXA  
    @V 'HX  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 +<Gp >c  
     因此，相干长度大于1m ejd_ 85$  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ,8384'  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 7L #)yY  
    %UI^+:C  
    2/ +~h(Cc  
     li[[AAWVm  
    3. 说明：光源 b|_e):V|  
    '#c#.O  
    Q>$B.z  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 XHA|v^  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 J?V$V >d  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 'u.Dt*.Uq  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     OP\jO DX  
    4. 说明：光学元件 {]6-,/3UR  
    u4hn9**a1  
    suQTi'K1  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 DCp8rvUI  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 _S) K+C|@  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 N5K(yY_T  
     透镜材料为N-BK7。 N'y<<tTA  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 FF#Aq  
     L ,R}l0kc  
    ?jR#txR  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 wnC-~&+6  
     UnDCC_ud  
    pJFn 8&!J  
     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)。 n>)aw4  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 = 9Yf o,F  
    }36AeJ7L  
    6. 分光器的设置 (RI)<zaK ;  
    S }`f&  
    "&H'?N%9Up  
    -n 7 @r  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 h 8$.mQr  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 yhgGvyD  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 P DY :?/  
    uNI&U7_"  
    7. 合束器的设置 |]<#![!h#  
    s=)W  
    P?q HzNGi7  
    29grbP  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 A!GvfmzqIn  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 v FL$wr  
    :uAL(3pQ  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 O`CZwXD  
    m|fcWN[  
    q+[ )i6!?  
     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)。 X[Iy6qt  
    应用示例详细内容 s YTJ^Kd  
    仿真&结果 KK 7}q<&i  
    @MibKj>o  
    1. 结果：利用光线追迹分析 D,=~7/g  
    z(c8]Wu#  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 I+Fy)=DO9  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    7Wef[N\x  
    a)W|gx6Y  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 8/p ]'BLf  
    nY MtK  
    f-#:3k*7S  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 mKtMI!FR  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 \\EX'L  
     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。
    r]LP=K1  
    ;F1y!h67<  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ^}2!fRKAmo  
    hAUP#y@:H:  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 Btznms'  
     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°。 %H?B5y  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 \V'fB5  
    `\:Ede  
    4. 对准误差的影响：元件平移 ;e_us!Sn  
    ?IeBo8  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 PO5,lcBD<  
     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。 .]exY i  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 DCa[?|Y  
    #<Y3*^~5d  
    Ruq;:5u  
    5. 总结 #:=c)[G8  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 m^BXLG:b  
    @G]*]rkKb  
    4. 仿真 vy2<'V*y}  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 vg?(0Gasm*  
    aVHID{Gf Z  
    5. 计算 v 2rzHzFU  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 7 `~0j6FY  
    ^+%bh/2_W  
    6. 研究 851BOkRal4  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 /)v+|%U  
    a(IE8:yU`  
    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。 [ {"x{;  
    >l-u{([B  
    扩展阅读 OS%[SHs  
    JkR%o #>5  
    1. 扩展阅读 #Qg)4[pMJ  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 U5ph4G  
    {pi_yr3  
     开始视频 7gLk~*  
    - 光路图介绍 w)K547!00  
    - 参数运行介绍 kqZRg>1A  
    - 参数优化介绍 UazK0{t<f  
     其他测量系统示例： 8 |= c3Z  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) IW@xT@  
    x_8sV?F  
     [A,!3BN  
    QQ：2987619807     V4u4{wU]  
     
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