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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) '"a8<7  
    u e~1144  
    应用示例简述 {S!~pn&^Y  
     p9J(,}  
    1. 系统说明 #D8)rs.9  
     0"Hf6xz  
    光源  .~']gih#  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) _qfdk@@g  
     元件 c\opPhJ! 0  
    — 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 yMxS'j1  
     探测器 j^M@0o  
    — 干涉条纹 M:N> {_1&  
     建模/设计 .w&Z=YM  
    — 光线追迹：初始系统概览 HAXx`r<  
    — 几何场追迹加(GFT+)： e2v,#3Q\  
     计算干涉条纹。 ZN^Q!v  
     分析对齐误差的影响。 xgVt0=q  
     DlP=R  
    2. 系统说明 '1aOdEZA*  
     ;Lx5r=<Hx  
    参考光路 ]up:pddIh  
    8dfx _kY`/  
    3. 建模/设计结果 Bvwk6NBN  
    O;r8l+  
    dc* #?G6^  
    4. 总结 =`")\?z}  
     aqlYB7  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 =Ur/v'm  
     .u)YZN0\  
    1. 仿真 }v{F9dv  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 )xU70:X  
    2. 计算 (1R,   
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 8G=4{,(A  
    3. 研究 . 2WZb_ B  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 5m/r,d^H  
    y}|zH  
    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。 @/~41\=e  
     h&XyMm9C  
    应用示例详细内容 H$ v4N8D8I  
    系统参数 !&X}? NK  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 F!U+IztZ   
     *E>YLkg]  
     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。 _-^@Jx[  
    8Og9P1jVh  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 \J6T:jeS,  
     |tmD`ndO  
    2. 说明：光源 J{91 t |  
     b]Jh0B~Y  
    nt4>9;  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 xH0Bk<`V:  
     因此，相干长度大于1m dW91nTQ:  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 6w54+n  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 N$. ''D?7D  
    edm&,ph]  
    X|b~,X%N  
     h/X),aK3  
    3. 说明：光源 _)ERi*}x8  
    ks! G \<I  
    y|X[NSA  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 /dCZoz~~T  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 BPW:W }  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 &iuc4"'  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     3)=$BSC%  
    4. 说明：光学元件 \aG>(Mr  
    :Y"f .>  
    xi-^_I  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 YoXXelO&  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 4bmpMF-  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 z\v\T|C  
     透镜材料为N-BK7。 4Vt YR  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 B1Xn <Wv  
     >XA#/K  
    %lvSO/F+  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 KktQA*G  
     "# JRw  
    DS^PHk39  
     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)。 *@/! h2  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 $g*|h G/{  
    CFVe0!\  
    6. 分光器的设置 I'C{=?  
    gXG1w>  
    }F-WOQ  
    ms<?BgCSz  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 2@=JIMtc  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 WJ=^r@Sf  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 5gi`&t`  
    XjWoUnz  
    7. 合束器的设置 6kHAoERp  
    b{9q   
    >0{{ loqq  
    U$qSMkj6RK  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 ]^"*Fdn  
     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。 dqnxhN+&  
    + 6O5hZ  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 POdG1;)  
    J-hP4t&x  
    ']>@vo4kK{  
     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)。 lQldW|S>  
    应用示例详细内容 ? %F*{3IP  
    仿真&结果 1)vdM(y3j  
    GYZzWN}U  
    1. 结果：利用光线追迹分析 Rm{S,  
    N^B YNqr  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Uk5jZ|  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    g6+}'MN:5  
    8I3"68c_a  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 36e !je  
    V`=#j[gX)=  
    ZEp UHdin  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 _da>=^hFJ  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 k~h'`(  
     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。
    s7#w5fe  
    k?KKb /&b  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 4l560Fb'U  
    8" XbW7^o  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 (@>X!]{$  
     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°。 =EgiV<6vcH  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 Z[s{   
    Q3*@m  
    4. 对准误差的影响：元件平移 a=T_I1  
    :VX?j 3qW  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 YD 1u  
     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。 + v{<<  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 aHvTbpJ  
    \E5%.KR  
    uAwT)km {  
    5. 总结 QG$LbuZ`  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 d~u+:[\=/  
    iZ yhj%#  
    4. 仿真 !inonR  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 :D`ghXj  
    R&PQU/t)  
    5. 计算 ;<O Iu&,*  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 t ]7>' U  
    :$lx]  
    6. 研究 9X/c%:)\=  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 < {$zOF}  
    *+{umfZy  
    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。 $fR[zBxA  
    S;[9 hI+  
    扩展阅读 LS}dt?78`V  
    6lpfk&  
    1. 扩展阅读 4{7O}f  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 GcmN40  
    v,#*%Gn`%  
     开始视频 b`)^Ao:  
    - 光路图介绍 N&n2\Y  
    - 参数运行介绍 B[w~bW|K  
    - 参数优化介绍 h(*!s`1  
     其他测量系统示例： )/A IfH  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) apPn>\O  
    x>THyY[sq  
    a*@ 6G  
    QQ：2987619807     R/&Bze  
     
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