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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)
    ,'X"(tpu@  
    mOE *[S)  
    应用示例简述 'X?xn@?  
    =01X  
    1. 系统说明 r`O Yq  
    g@`i7qN  
    光源 t2N W$ -E  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) BN_h3|)  
     元件 sl]< A[jR  
    — 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 V%s g+D2  
     探测器 L)sgW(@2  
    — 干涉条纹 THYw_]K  
     建模/设计 R?xb1yc7_  
    光线追迹:初始系统概览 vQMBJ&  
    — 几何场追迹加(GFT+): g$nS6w|5H  
     计算干涉条纹。 bNea5u##  
     分析对齐误差的影响。 YlHP:ZW-cu  
    ]O@$}B];)  
    2. 系统说明 iM+` 7L'  
    参考光路 -#|D>  
    I%[e6qX@  
    qlO}=b/  
    3. 建模/设计结果 un{ZysmtB6  
    4%(Ji  
    [?!I*=*b  
    4. 总结 1+x" 5<(W  
    d#ir=+o{h  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 g68p9#G  
    nr!N%Hi  
    1. 仿真 Ed9Uw 7  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 "s+4!,k  
    2. 计算 v4P"|vZ$&  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 .G0 N+)  
    3. 研究 5~*)3z^V  
    不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 /(N/DMl[  
    Wl j&_~  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 / ;]5X  
    应用示例详细内容 %ByPwu:f  
    系统参数 uw)7N(os\`  
    [0H0%z#tU&  
    1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 =6%oW2E\  
    '%NglC[J  
     通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 2QfN.<[-  
    oaoTd$/5  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 =CX1jrLZ  
    +&EXTZ@o  
    2. 说明:光源 G95,J/w  
    -3I3 X  
    o5 L^  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器 (Fv tL*  
     因此,相干长度大于1m rO1!h%&o"  
     此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 25^?|9o7  
     在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 _fGTTw(  
    x]~TGzS  
    Wa_qD  
    pfA6?tP`  
    3. 说明:光源 TCtZ2 <'  
    UX 1 )((  
    9Em#Ela  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 rqdwQ  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜 ]MbPivM  
     因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 _X6'u J  
     与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
    TJ|Jv8j<s  
    4. 说明:光学元件 Cs'LrUB?=U  
    'rQ"Dc1D  
    ' W/M>!X  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 "q@m6fs  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 MK$u }G  
     所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 .L'w/"O  
     透镜材料为N-BK7。 8[^'PIz  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 bz>X~   
    }aCa2%  
    F L0uY0K  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 -%K!Ra\W  
    ,$P,x  
    Jd2.j?P=  
     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)。 jG5HW*>k0  
     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] 4w4B\Na>l  
    *7BfK(9T  
    [}RoZB&I  
    jN=<d q ~  
    [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] 2z.ot'  
    6. 分光器的设置 2Xb, i  
    ZzT=m*tQ&  
     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 0c_xPBbB+  
    7. 合束器的设置 :|7#D,2  
    eRauyL"Q+  
    >ZA=9v  
     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。 sE1cvAw9l  
    8a)AuAi?!  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 enoj4g7em^  
    "tK%]c d-  
     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)。 En5oi  
    应用示例详细内容 M>Q]{/V7T  
    仿真&结果 +Y\:Q<eMFg  
    IRdt:B|@  
    1. 结果:利用光线追迹分析 ~MpikBf  
     首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 J 3!~e+wn  
     对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    l,ENMKA^D  
    2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 XQ}Zr/f6  
    S{Y zHK  
    )Q)qz$h@  
     现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 tAX* CMW  
     因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    *bkb-n Kw  
    3. 对准误差的影响:元件倾斜 U=>S|>daR  
    ?RRO  
     元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 :Pud%}'  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。
    PnsBDf%v  
    4. 对准误差的影响:元件平移 @@EI=\  
     元件移动影响的研究,如球面透镜。 >rnVT K  
     现在,通过使用独立位置和参数运行,组件X位置有0mm修正为0.5mm。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 74s{b]jN'-  
    _|HhT^\P  
    "LyD  
    5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 }d$-:l ,w  
    0X$mT:=9  
    4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 ^?z%f_ri  
    Cj5mM[:s  
    5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 O5\r%&$xd  
    b@:OlZ~ %  
    6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Io6/Fv>!  
    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。 %36x'Dn ?  
    yMs!6c*  
    扩展阅读 6( HF)z  
    1. 扩展阅读 Fu7:4+  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 }r}*=;Ea  
     开始视频- 光路图介绍 J3 $>~?^1  
    - 参数运行介绍- 参数优化介绍 Iq$| ?MH  
     其他测量系统示例: I[z:;4W}L^  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
     
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