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    [技术]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: 2023-04-12
    测量系统 YGC L2Y  
    1NA.nw.  
    应用示例简述 %aVq+kC h  
     i6Emhji  
    1. 系统说明 \n|EM@=eE  
     5uj?#)N  
    光源 JYbL?N  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) ou{2@"  
     元件 l?n\i]'  
    — 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 K^<BW(s  
     探测器 N~zdWnSZ@G  
    — 干涉条纹 U>}w2bZ*  
     建模/设计 ?QdWrE_  
    — 光线追迹：初始系统概览 Uf;^%*P4  
    — 几何场追迹加(GFT+)： ]Ntmy;Q   
     计算干涉条纹。 a'yK~;+_9  
     分析对齐误差的影响。 Sk\K4  
     t)$:0  
    2. 系统说明 h^(* Tv-!  
     5(Q%XQV*P  
    参考光路 ,uhb~N<  
    '$]97b7G  
    3. 建模/设计结果 0rs"o-s<  
    ]Wlco  
    M\Ye<Tk  
    4. 总结 eiaFaYe\  
     .~~T\rmI  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 1JG'%8}#8  
     ['tY4$L(  
    1. 仿真 ^ EQ<SCh  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 =|y9UlsD  
    2. 计算 =ncVnW{  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 t pQ(g%  
    3. 研究 r1{@Ucw2  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 0)e\`Bv  
    ^7WN{0  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 .2Elr(&*h  
     hT&Y#fh  
    应用示例详细内容 ,CcV/K  
    系统参数 9ZsVy  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 ,K"U> &  
     W/bQd)Jvk  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 :zke %Yx  
    4-y :/8  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。  a a/(N7  
     A>;bHf@  
    2. 说明：光源 k:#!zK}  
     6@F9G 4<Z  
    ;) z:fToh  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 ;rGwc$?|  
     因此，相干长度大于1m `w7v*h|P  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 h# o6K#  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 $$;M^WV^?.  
    a;qryUyG  
    SaAFz&WRl  
     4=.89T#<  
    3. 说明：光源 ub#a`  
    Ru!iR#s)!  
    )|R)Q6UJ  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 li'YDtMKCY  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 J~ zUp(>K  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 dI@(<R  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     Sc1 8dC0  
    4. 说明：光学元件 {{D)YldtA  
    r|fL&dtr  
    (Ag1 6  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 l \!fj#  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 0oZ= yh  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 lH x^D;m6  
     透镜材料为N-BK7。 4 I k{  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 M2>Vj/  
     tGh~!|P  
    P%:wAYz1^O  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 6azGhxh  
     i$:*Pb3mV  
    'qb E=  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 F^t DL:  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 L~rBAIdD  
    %Ycy{`  
    6. 分光器的设置 gx8ouOh  
    t?x<g<PJ4  
    Sw8]EH6  
    :bu/^mW[  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 7{)G_?Q&  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 2G67NC?+  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 %S@ZXf~:  
    ,]ma+(|  
    7. 合束器的设置 'EEJU/"u  
    0d"[l@UU0  
    nwB_8mN|  
    4n !aW?%  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 4$iz4U:P  
     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。 LqoB 10Kc\  
    F3v !AvA|  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 B:;pvW]  
    ?wiC Q6*$  
    b9KP( _  
     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)。 _"Dv uR  
    应用示例详细内容 MSQEO4ge  
    仿真&结果 /7nb,!~~l  
    av}k)ZT_  
    1. 结果：利用光线追迹分析 @;zl  
    q#Z@+(^  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 w(*vj  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    7 S#J>*  
    #zv3b[@  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 2\A$6N ;_  
    JgKO|VO  
    {7"Q\  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 xaq-.IQAM$  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 }{K) 4M  
     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。
    c@!_ /0  
    Z58 X5"  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 67JA=,EE  
    fn jPSts0  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 IXMop7~  
     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°。 jH5 k  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 \%JgH=@ :=  
    =V, mtT  
    4. 对准误差的影响：元件平移 EnKR%Ctw  
    iW]j9}t  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 }W C[$Y_@  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 }>pknc?  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 sQ UM~HD\a  
    xBThq?N?  
    0rQMLx  
    5. 总结 :KSV4>X[%a  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 APn|\  
    !1jBC.G1  
    4. 仿真 Q Uwd [  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 #px+;k 5  
    /wQy17g  
    5. 计算 -/wtI   
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 2@n{yYwy  
    Dzpq_F!;V  
    6. 研究 lK?uXr7^  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 dc+>m,3$  
    }/0X'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。 (R[[Z,>w.  
    c?(4t67|  
    扩展阅读 ^H p; .f.  
    'Cb6Y#6  
    1. 扩展阅读 j nkR}wAA  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 aq>kTaz  
    bQzZy5,  
     开始视频 f&N gS+<K$  
    - 光路图介绍 B+|Kjlt  
    - 参数运行介绍 7cuE7"  
    - 参数优化介绍 m<<+  
     其他测量系统示例： Hck]aKI+  
    - 迈克尔逊干涉仪     euK5pA>L  
     
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