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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) [;4 g  
    f=(?JT  
    应用示例简述 NPhhD&W_  
    B8.Pn  
    1. 系统说明 B6u/mo<  
    X[*<NN  
    光源 ^crCy-`#  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) E ]A#Uy  
     元件 7`- Zuf  
    — 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 )M,Of Xa  
     探测器 Hu\B"fdS  
    — 干涉条纹 4x {0iav  
     建模/设计 'DY`jVwa  
    光线追迹:初始系统概览 yh Yb'GK  
    — 几何场追迹加(GFT+): 3QV*%  
     计算干涉条纹。 7,U=Qe;  
     分析对齐误差的影响。 Pu7_ v  
    q!{y&.&\  
    2. 系统说明 oibsh(J3  
    sv: 9clJ  
    参考光路 *;l]8.  
    (|[2J3ZET  
    3. 建模/设计结果 9v;Vv0k_  
     ,V,`Jf  
    -E^vLB)O  
    4. 总结 b(*!$EB  
    ;;_,~pI?k  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 6CV* Z\b  
    nGpXI\K  
    1. 仿真 W3]_m8,Z  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 5m*iE*+  
    2. 计算 Pj#<K%Bz  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 X@$f$=  
    3. 研究 Upc+Ukw  
    不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Fz3fwLawI  
    )_+rU|We  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 @G BxL*e  
    S'|,oUWDb  
    应用示例详细内容 -MW_| MG  
    系统参数 HFKf kAl  
    1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 @E;=*9ek{u  
    9E zj"  
     通过使用这种干涉仪设置,可测量两完全相同光束线间的相对相移。 4H,`]B8(D  
    D N'3QQn  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 i'a?kSy  
    d:ARf  
    2. 说明:光源 "oTHq]Ku  
    K0H'4' I  
    V^7V[(~`  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器 G^~k)6v=m  
     因此,相干长度大于1m kY&k-K\  
     此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 O ,J>/  
     在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 '{a/2 l  
    :9O#ObFR  
    NgADKrDU  
    ~?D4[D|sB  
    3. 说明:光源 b1^vd@(lx  
    PpGL/,]X  
    ~c8? >oN(  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ;Yx)tWQI  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜 W 0(_ ~  
     因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 3[\iQ*d }B  
     与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
    M9Cv wMi  
    4. 说明:光学元件 L; T8?+x  
    b o0^3]Z  
    l,R/Gl  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ;,$NAejgd  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 k >F'ypm  
     所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 +awW3^1Ed  
     透镜材料为N-BK7。 _wC3kAO  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 d_AK `wR  
    @.osJ}FxA  
    `sUZuWL_  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 N8!cO[3Oh  
    __`*dL>*  
    RSr %n1  
     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)。 _.>QEh5"5  
     由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 3t`P@nL0;  
    3,>0a  
    6. 分光器的设置 9iXeBC  
    Mx6@$tQ%  
    \X<bH&x:z  
    oE<`VY|  
     为实现光束分束,采用理想光束分束器。 tna .52*/  
     出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 y#>,+a#5  
     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 uG?_< mun  
    wi hH?~]  
    7. 合束器的设置 x N=i]~  
    zw+B9PYqX  
    P#pn*L*"T  
    5 elw~u  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 bnm P{Ps  
     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。 bIGHGd  
    qgE 73.!`6  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 ^w(p8G_-w  
    W [Of|?  
    $>*3/H  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 (>F%UY  
    应用示例详细内容 6Ca(U'  
    仿真&结果 L/wD7/ODr  
    HKF H/eV  
    1. 结果:利用光线追迹分析 F4It/  
    anIAM  
     首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 Ks=>K(V6  
     对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    2}YOcnB  
    ^9^WuSq  
    2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 D0gZC  
    el2bd :  
    KQacoUHrK?  
     现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 0zo?eI  
     由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 F_Z- 8>P  
     因为干涉长度大,干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    9U{a{~b  
    PH`9MXh  
    3. 对准误差的影响:元件倾斜 @[5xq  
    m6n?bEl6I  
     元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 MG[o%I96  
     因此,通过使用独立方向和参数运行,原件角度由0°变化至5°。 +lJG(Qd  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ElS9?Q+  
    -cZDG t  
    4. 对准误差的影响:元件平移 yMyE s8  
    f&}k^>N#3  
     元件移动影响的研究,如球面透镜。 [E+$?a=  
     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。 /b]oa !  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 k:JrHBKv\  
    A6GE,FhsG  
    u@~JiiC%  
    5. 总结 eAX )^q  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 )\sc83L  
    "J+3w  
    4. 仿真 XpmS{nb  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 w:s]$:MA8  
    &n6$rBr %  
    5. 计算 *F ? 8c  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 M>&%(4K  
    Atflf2K  
    6. 研究 (rkyWz  
    不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 s_x:T<]  
    ~\=1'D^6CK  
    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。 d@ Y}SWTB  
    {LX.iH9}l  
    扩展阅读 XEn*?.e  
    I?"q/Ub~h  
    1. 扩展阅读 z74in8]  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 !,[C] Q1  
    >y.%xK  
     开始视频 Yu?95qktP  
    - 光路图介绍 V6t,BJjS  
    - 参数运行介绍 Vl_:c75"  
    - 参数优化介绍 fQL"O}Z  
     其他测量系统示例: Mr?Xp(.}G  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) b7!Qn}  
    ]Tkc-ez  
    *NkA8PC  
    QQ:2987619807
    .mDM[e@'  
     
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