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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: 2024-11-21
    测量系统(MSY.0001 v1.1)
    cR{#V1Z  
    ~@!bsLSMU  
    应用示例简述 %)|s1B'd  
    l.]xB,k  
    1. 系统说明 B[}6-2<>?C  
    N;R^h? '  
    光源 =v\.h=~~  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) n|hNM?v  
     元件 4 :v=pZ  
    — 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 lFk R=!?=  
     探测器 ~>G^=0LT  
    — 干涉条纹 jylD6IT  
     建模/设计 <$YlH@;)`a  
    光线追迹:初始系统概览 Z,=1buSz_  
    — 几何场追迹加(GFT+): 5xBbrU;  
     计算干涉条纹。 6LZCgdS{  
     分析对齐误差的影响。 .X&9Q9T=#  
    NRuNKl.v  
    2. 系统说明 }b}m3i1  
    参考光路 LP-o8c  
    u NyVf7u  
    _GPe<H  
    3. 建模/设计结果 3R/bz0 V>  
    fJ\[*5eiS  
    vI?, 47Hj+  
    4. 总结 0_/[k*Re  
    yu|>t4#GT  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 3%6? g*  
    "tZe>>I  
    1. 仿真 rOYx b }1  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 xo)P?-  
    2. 计算 6Zo}(^Ovz  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 _aphkeqd  
    3. 研究 ~Ei<Z`3}7"  
    不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 ^OdP4m( >>  
    ("@!>|H  
    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。 ;a/E42eN;  
    应用示例详细内容 `V1]k_h  
    系统参数 s.rm7r@ #  
    `^vE9nW 7  
    1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 hP h-+Hb  
    im8CmQ  
     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。 VTM/hJmwJ  
    gUlo]!$  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 '"^'MXa  
    bcyzhK=  
    2. 说明:光源 .}t e>]A*  
    VVZ'i.*_3?  
    GyIV Hby  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器 @~e5<:|5#  
     因此,相干长度大于1m hxx.9x>ow  
     此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 6863xOv{T  
     在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 \+etCo   
    _t$sgz&  
    ?[AD=rUC  
    wJ]d&::@h  
    3. 说明:光源 SBpL6~NW  
    sK{e*[I>W  
    dM5-;  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 8}[).d160  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜 XSDpRo  
     因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 7/H)Az@i45  
     与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
    Ba,`TJ%y  
    4. 说明:光学元件 |>Vb9:q9Po  
    $ `c:&  
    uZ5p#M_  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 hM{bavd  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 PsYpxNr  
     所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 eavV?\uV%  
     透镜材料为N-BK7。 zda 3 ,U2o  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 3mgD(,(^  
    = &]L00u.  
    @- xjfC\d  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Ey2^?  
    !Ee:o"jG{  
    x4 yR8n(  
     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)。 r" y.KD^  
     由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] L#J1b!D&<6  
    >j/w@Fj  
    NJ<F>3  
    o4X{L`m  
    [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] `Oa WGZ[  
    6. 分光器的设置 $]d^-{|  
    khe}*y  
     为实现光束分束,采用理想光束分束器。 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 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 NOva'qk  
    7. 合束器的设置 gJXaPJA{  
    M-71 1|eGI  
    ]/Pn EU[  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 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。 8=l%5r^cq  
    q 1,~  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 3u=g6W2 F  
    t# i #(H  
     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)。 SU0 hma8  
    应用示例详细内容 N)T}P\l  
    仿真&结果 p2eGm-Erq  
    X8|,   
    1. 结果:利用光线追迹分析 0S"MC9beg  
     首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 U/U);frH  
     对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    O-^Ma- }  
    2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 se)TzI^]b@  
    w{KavU5W  
    Da|z"I x  
     现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 AH^/V}9H  
     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。
    80I#TA6C  
    3. 对准误差的影响:元件倾斜 ^c|/*u  
    kmW4:EA%  
     元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 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°。 7I}uZ/N  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。
    ;p//QJB9  
    4. 对准误差的影响:元件平移 *w&e\i|7  
     元件移动影响的研究,如球面透镜。 ,bi^P>X  
     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。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 jd: 6:Fm  
    zPO9!?7|  
    HN"Z]/ 5j  
    5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 &~CI<\o P  
    N7"W{"3D  
    4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 .Mbz3;i0  
    ]M=&+c>H~  
    5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 1Mzmg[L8  
    9;{C IMg&  
    6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 CJ}%W#  
    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。  ?9/G[[(  
    c{|p.hd  
    扩展阅读 M%HU4pTW#o  
    1. 扩展阅读 e ,(mR+a8  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 :TbgFQ86~  
     开始视频- 光路图介绍 ~ljXzD93Z  
    - 参数运行介绍- 参数优化介绍 fhiM U8(&  
     其他测量系统示例: Ui~>SN>s  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
     
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