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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) VdL }$CX$  
    94rx4"AN8;  
    应用示例简述 :`@W`V?6-  
     P^BSl7cT  
    1. 系统说明 ?U*sH2F  
     <V8=*n"mR  
    光源 yzG BGC  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) |;C;d"JC2  
     元件 c-?0~A  
    — 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 R~d Wblv  
     探测器 RHt~:D3*  
    — 干涉条纹 lqoVfj'6M  
     建模/设计 0+rBGk  
    — 光线追迹：初始系统概览 gF~ }  
    — 几何场追迹加(GFT+)： LA,G>#?H  
     计算干涉条纹。 ^g+M=jq _  
     分析对齐误差的影响。 t..@69  
     w*4sT+ P  
    2. 系统说明 *+ O  
     @Y6~;(p  
    参考光路 {~=gKZ:-@  
    ev yA#~o  
    3. 建模/设计结果 A6Wtzt2i  
    z8PV&o  
    H)+wkR!~  
    4. 总结 UzkX;UA  
     C9`x"$  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 1~*JenV-  
     ?)/H8n  
    1. 仿真 q0_Pl*  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 pH?"@  
    2. 计算 S'q4va"  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 xC$CRzAe5p  
    3. 研究 ~uO9>(?D  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 (ZK(ODn)i  
    f87lm*wZ  
    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。 $K~ t'wr  
     @ |7e~U  
    应用示例详细内容 "Ze<dB#,Y  
    系统参数 Ktf lbI!  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 G^w:c]  
     `S/;S<';  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 gG46hO-M%x  
    myWa>Mvb  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 {(`xA,El  
     H?'t>JX  
    2. 说明：光源 4ko(bW#jL  
     j1P#({z[  
    ;jT@eBJ  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 Y[alOJ  
     因此，相干长度大于1m 6y)NH 8l7  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 HY'-P&H5(  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 g h&,U`  
    B3&`/{u  
    {o.i\"x;  
     Qw/H7fvh&  
    3. 说明：光源 NT [~AK9M  
    7-MkfWH2b6  
    g E;o_~  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 THDyb9_g  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 <bgFc[Z  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 Z\*jt B:  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     6J%yo[A(w  
    4. 说明：光学元件 '"Y(2grP  
    0N>R!  
    #R3|nL  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 AtW<e;!0te  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 );5H<[  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Q96^rjY  
     透镜材料为N-BK7。 Oi4tG&q  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 "~/O>.p  
     5j$ a3nH  
    4z>SI\Ss  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ^N:bT;;$nZ  
     ]B r 6!U4~  
    ,[<+7  
     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)。 O;?Nz:/q  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 l^%W/b>?b  
    E(G&mfhb  
    6. 分光器的设置 'Q F@@48  
    H^C$2f  
    ORP-@-dap  
    L4-v'Z;  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 o+^5W  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 {pyTiz#JY  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 zsuXN*  
    &+zS4)UK  
    7. 合束器的设置 i-*ZW:  
    }:a:E~5y  
    2h5L#\H"  
    `5C uH  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 rGb<7b%  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 B(h%>mT[  
    -{rUE +  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 A 2Rp  
    24Uvi:B?~  
    0JM`*f%n  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。  d| OEZx  
    应用示例详细内容 jM!Q 04(  
    仿真&结果 W 2.Ap  
    )7s(]~z  
    1. 结果：利用光线追迹分析 8%Hc%T[RnT  
    o{?Rz3z  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 I$w:qS&:  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    DA wUG  
    XlDN)b5v{  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 /@QPJ~%8Ud  
    OT{cP3;0*o  
    ztb?4f q6)  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 %UokR"  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 JOFQyhY0>m  
     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。
    ?0J&U4  
    ATscP hk  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 {~cM 6W]f  
    3P2x%Gp  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 {7Q)2NC  
     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°。 e-Ma8+X\  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 ]L{diD 2G  
    yeqH eZ  
    4. 对准误差的影响：元件平移 ,,HoD~]rd  
    -fCR^`UOS  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 ]m<z  
     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。 {DWL 5V#M  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 Bx 9v2x.  
    IB\O[R$x  
    PB(I3R9  
    5. 总结 v1}9i3Or#  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 -"uOh,G}  
    &5d~ODO  
    4. 仿真 vef9*u`  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 !hWS%m@  
    51-@4E2:l:  
    5. 计算 =k^ d5  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 v@ifB I  
    r@u8QhD  
    6. 研究 wU(!fw\  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 E)F#Z=)  
    <\`qRz0/  
    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。 Aa4 DJ  
    CWY-}M  
    扩展阅读 yIYQ.-DkS+  
    ,xI FF-[0  
    1. 扩展阅读 8@,8j!$8G  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 7A"v:e  
    ^?5HagA  
     开始视频 lsA?|4`mn  
    - 光路图介绍 4t,f$zk  
    - 参数运行介绍 ;u;_\k<qK  
    - 参数优化介绍 9 iV_  
     其他测量系统示例： H/}W_ h^^  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) o@sL/5,  
    &oxHVZJ  
    Ubm]V{7  
    QQ：2987619807     2@,rIve  
     
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