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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) ("KtJ  
    %jJ|4\  
    应用示例简述 = 6'Fm$R  
     4w5);x.  
    1. 系统说明 SA?lDRF  
     bRD-[)  
    光源 `0, G' F  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) es^@C9qt  
     元件 >@)p*y.K  
    — 分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜 |=js!R|  
     探测器 4<V}A j8l  
    — 干涉条纹 J9-n3o  
     建模/设计 _9C,N2a{C  
    — 光线追迹：初始系统概览 > JC"YB  
    — 几何场追迹加(GFT+)： Y'<wE2ZL)  
     计算干涉条纹。 }jg 1..)"<  
     分析对齐误差的影响。 `a `>Mtl  
     !oa/\p  
    2. 系统说明 F0kdwN4;  
     5.$/]2VK  
    参考光路 xLSf /8e  
    K7R!E,oPg  
    3. 建模/设计结果 mw&'@M_(7  
    iNr&;  
    fjCFJ_  
    4. 总结 A0,h 7<i  
     K0~=9/  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 3rBID  
     2HO2  
    1. 仿真 6 2#@Y-5  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 xXlx}C  
    2. 计算 K@%gvLa\  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 fV2w &:^3  
    3. 研究 ~O~iP8T  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 _(-i46x}  
    ,xg-H6Xfa{  
    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。 %l?*w~x  
     PeIKx$$Kl{  
    应用示例详细内容 85e*um^  
    系统参数 EU Z7?4o  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 fr'DV/T  
     b;FaTm@  
     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。 :k-@w5(  
    +p[O|[z  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 W[R`],x`  
     G5%k.IRz  
    2. 说明：光源 ;l^'g}dQ^  
     pedyWA>  
    z%BX^b$Hj  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Lr 9E02  
     因此，相干长度大于1m k!bG![Ie|  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 I@5$<SN  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 1]9l SE!E7  
    :|8!w  
    cc3/XBo  
     n0G@BE1Y=  
    3. 说明：光源 B" _Xst  
    1_TniR3z1  
    g}S%D(~  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 }t:* w  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 &*bpEdkZ  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 YeVo=hYH@  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     -?l`LbD  
    4. 说明：光学元件 rp^:{6O  
    ej7L-~lxQ  
    xs )jO+.  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 I2krxLPd  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 | #b/EA9  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 'v@*xF/L6a  
     透镜材料为N-BK7。 i9V,  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 nN^lY=3  
     =f23lA  
    *CbV/j"P?  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 <Ql2+ev6  
     rxs:)# ?A  
    R\Ckk;<$  
     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)。 u{w,y.l1h  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 #2lvRJB  
    8C? E1fH\  
    6. 分光器的设置 OG_v[  C5  
    _k;HhLj`  
    )| |CU]"b?  
    J qmL|S)  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 .;S1HOHz4  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 1|AY&u%fiP  
     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 dt>9mF q  
    j/F('r~L  
    7. 合束器的设置 m>3\1`ZF~<  
    fW[RCd  
    So75h*e  
    l_8ibLyo  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 KV-h~C  
     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。 IxG7eX!  
    mg>wv[ 7  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 $pt~?ZZ3-  
    ; xQhq*  
    yhI;FNSf  
     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)。 us8HXvvp{  
    应用示例详细内容 a8G<x <  
    仿真&结果 | +uc;[`  
    y&eU\>M  
    1. 结果：利用光线追迹分析 @,}tY ?>a  
    +JM@kdE5b  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Rlm28  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    OF )*kiJ  
    EcSu[b  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 /d/]#T[Z9  
    P2 qC[1hYH  
    XX "3.zW  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 $ER9u2  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ykH@kv Qt  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    xP;>p| M  
    1C]BaPbL  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 Xy`'h5  
    Y*O Bky  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 rhX?\_7o  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 :7JP(j2  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 (d* | |"  
    94]i|2qj*  
    4. 对准误差的影响：元件平移 5*Qzw[[=  
    ts("(zI1E  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 (ip3{d{CT]  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 ,U+>Q!$`\^  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 U!K#g_}  
    ( z F_<  
    g!r) yzK  
    5. 总结 {*r!oD!'  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 \3%3=:  
    4x?I,cAN  
    4. 仿真 :S7[<SwL  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 I)0_0JXs  
    Tj\hAcD  
    5. 计算 h?} S|>9  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 l Ft&cy2  
    KoWG:~>|  
    6. 研究 k,8^RI07@  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 =UWW(^M#[:  
    PlT_]p  
    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。 vQy<%[QO  
    &OEBAtc/  
    扩展阅读 Uyeo0B"  
    G `B=:s]  
    1. 扩展阅读 L|1~'Fz#w  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 <]|!quY<*  
    a40>_;}:x  
     开始视频 ,_D@ggL-  
    - 光路图介绍 \5=4!Ez  
    - 参数运行介绍 hx/A215L  
    - 参数优化介绍 (?lT @RY/  
     其他测量系统示例： r>PKl'IbE  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) CyB4apJ  
    5B8fz;l= B  
    {0AlQ6.@>  
    QQ：2987619807     `Hv"^o  
     
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