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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) yaRcBT?  
    cP@F #!2  
    应用示例简述 '*N9"C  
     mDF"&.(j  
    1. 系统说明 mk%"G=w  
     ocl47)  
    光源 A` o?+2s_  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) Go\} A:|s  
     元件 H/Ec^Lc+_  
    — 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 ?)mhJ/IT  
     探测器 jxnQG A  
    — 干涉条纹 -M:hlwha  
     建模/设计 J(EaE2  
    — 光线追迹：初始系统概览 nRXSW&V"m  
    — 几何场追迹加(GFT+)： o\]: !#r{T  
     计算干涉条纹。 lQdnL.w$.4  
     分析对齐误差的影响。 3cCK"kr  
     `?]rr0.}hp  
    2. 系统说明 OS"{"P  
     8{G?92 {rN  
    参考光路 JXL9Gge  
    [EmOA.6  
    3. 建模/设计结果 Rct"\{V')n  
    oF;%^XFp  
    aI={,\  
    4. 总结 xz"Z3B  
     ^$=tcoQG  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 # 5y9L  
     3"'# |6O9  
    1. 仿真 1c)\  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 0Oc}rRH(C  
    2. 计算 r*6"'W>c6  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 8 )mjy!,  
    3. 研究 X`fhln9N  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 'T)Or,d  
    $bZu^d,  
    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。 0~+NB-L}  
     G{NSAaD[  
    应用示例详细内容 I(OAEIz  
    系统参数 TsaW5ho<p  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 (ve+,H6w\  
     y Y>-MoF/t  
     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。 83KfM!w  
    *.m{jgi1X  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ]{IR&{EI-  
     ~LawF_]6  
    2. 说明：光源 i1qS ns  
     B*?ZE4`  
    `E3:;|  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 X0y?<G1( a  
     因此，相干长度大于1m (O8,zqP9l  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 ${hyNt  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 VLcyPM@"Q!  
    ycgfZ 3K  
    '8 )Wd"[  
     Md8(`@`o  
    3. 说明：光源 e7@li<3>d  
    jrm0@K+<IA  
    RVc)") hQj  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 ?^LG hdR  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 { EA2   
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 w$gS j/  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     $brKl8P  
    4. 说明：光学元件 i{gDW+N  
    f%2%T'Q  
    %6AYCN?Ih  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 S?*^>Y-e;  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 C/F@ ]_y  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 W`#gpi)7N  
     透镜材料为N-BK7。  QTVa  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 /^w"' '  
     $"Afy)Ir  
    QT#b>xV)1  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 Q>kiVvc  
     qh%i5Mu  
    hzaU8kb  
     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)。 %VzYqj_P"  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 /sy-;JDnsu  
    6hZ.{8e0  
    6. 分光器的设置 8{oZi]ob  
    t-_#Q bzE{  
    Iq+2mQi*/k  
    4 GUA&qs  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 ^>-+@+( r  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 21U&Ww  
     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 eaEbH2J  
    FIH@2zA  
    7. 合束器的设置 $nj\\,(g  
    Gc wt7~  
    T-^0:@5o9  
    5`"iq "5Cf  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 )&>L !,z  
     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。 WhH!U0  
    "c6<zP  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 6_WmCtvF  
    mKM,kY  
    J2m"1gq,  
     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 [r-k 2  
    应用示例详细内容 kL|\wci  
    仿真&结果 YV-j/U{&  
    Wj&nUp{  
    1. 结果：利用光线追迹分析 ?b56AE  
    /N>} 4Ay  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 gSb,s [p&+  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    . @@an;C  
    sdrWOq  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 sZKEUSFD #  
    tj[c#@[B  
    i0\)%H:z  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 iA9 E^  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 E4=qh1d  
     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。
    8fh4%#,C%  
    E:)Cp  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 )9B:Y;>)  
    U9 bWU'  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 L/yaVU{aEb  
     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°。 6|5H=*)DH  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 D^|9/qm$  
    4^[ /=J}  
    4. 对准误差的影响：元件平移 BKay*!'PX  
    gX^ PSsp  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 J:AMnUOcDi  
     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。 KzNm^^#/$A  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 _lX8K:C(  
    l[oe*aYN7  
    ^^U%cuKg  
    5. 总结 b!^@PIX  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 >g]ON9CGH  
    >La><.z~  
    4. 仿真 6Hk="$6K  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 _w>uI57U  
    p?JQ[K7i  
    5. 计算 s1 bU  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 VO_dA4C}z  
    xzr<k Sp  
    6. 研究 LTXz$Z]  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 w#9_eq|3  
    |cgui  
    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。 Ys3uPs  
    ezUQ> e  
    扩展阅读 DW>ES/B8$(  
    f@d9Hqr+l;  
    1. 扩展阅读 ,EI:gLH  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 wXbsS)#/  
    I3(d<+M  
     开始视频 gi$XB}L+X  
    - 光路图介绍 "}zt`3  
    - 参数运行介绍 Hhl-E:"H`  
    - 参数优化介绍 >g}G}=R~3  
     其他测量系统示例： Z!_n_F k  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) .T8K-<R  
    Qnt5HSSt  
    DpvrMI~I_  
    QQ：2987619807     )%F5t&lum  
     
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