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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 正序阅读 楼主  发表于: 2020-11-23
    测量系统(MSY.0001 v1.1) UO4z~  
    irF+(&q]jh  
    应用示例简述 4u E|$  
     j7yUya&  
    1. 系统说明 &0RKNpw g  
     Vc!'=&*  
    光源 8fA8@O}  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) h~5gHx/ a  
     元件 A7R [~  
    — 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 1s-=zs  
     探测器 46D _K  
    — 干涉条纹 u9j1>QU  
     建模/设计 ]iry'eljy  
    — 光线追迹：初始系统概览 Oid;s!-S6  
    — 几何场追迹加(GFT+)： zxC~a97`  
     计算干涉条纹。 wUKt$_]``  
     分析对齐误差的影响。 G]T&{3g-.  
     G;AJBs>Y}  
    2. 系统说明 G2w0r,[  
     bKQ_{cR  
    参考光路 B4{F)Zb  
    FW:V<{f  
    3. 建模/设计结果 lyw)4;wt\  
    I]Ws   
    [/U5M>#n  
    4. 总结 4[rX\?^e  
     :'Tq5kE  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 nZ4@g@e2  
     #Yx /ubg6  
    1. 仿真 8TCbEPS@Q  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Da ]zbz%%  
    2. 计算 H8h,JBg5<F  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 >:|jds#  
    3. 研究 o,!W,sx_  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 Q1RUmIe_&  
    vz^=o'  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 K~A@>~vFb  
     ~j[mME}  
    应用示例详细内容 t;W'<.m_  
    系统参数 rTzXRMv@o  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 D 4<,YBvV  
     -SF50.[  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 ]u47]L#  
    w_*$w Vl  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 ,e{1l   
     $?y\3GX  
    2. 说明：光源 & sgzSX  
     %";ap8J04F  
    e?<$H\  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 q U^`fIa  
     因此，相干长度大于1m }i52MI1-XP  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 8*EqG5OP  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 ?tkd5kE  
    9,$ n 6t;  
    p{;FO?  
     ?:Rw[T@ l  
    3. 说明：光源 K}QZdN']  
    K QCF "  
    .=@CF8ArG  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 |z`AIScT  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 %D>cY!  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 h%]  D[g  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     UxvT|~"  
    4. 说明：光学元件 `86})xz{  
    !wIrI/P7#  
    v\-7sgZR  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 07>Iq8<mu  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 nxs'qX(D  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 d+]/0J!c  
     透镜材料为N-BK7。 WB\chb%ej#  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 _^p\ u  
     G`z=qaj  
    CUx [LZR7m  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 4B@Ir)^(*  
     Nx<fj=VJ  
    ap[Q'=A`  
     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)。 bE b+oRI  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 {=,+;/0  
    p*~b5'+ C+  
    6. 分光器的设置 T_oL/x_;  
    ?;DzWCL~9  
    M8|kmF\B  
    J"Nn.iVq  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 {$'oKJy*  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 % {A%SDh  
     随后的组件(如相位延迟板和理想的反射镜)连接到通道0和通道1，对应于两个光束分束器 d>Ky(wS  
    +[Q`I*C  
    7. 合束器的设置 2Jqr"|sw  
    vO8CT-)  
    ~/;shs<9EM  
    URMxCL^"  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 Z>hGqFZ0{  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 x n}HB  
    a4eE/1  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 6eW9+5oL  
    D3x W?$Z  
    .>^U mM  
     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)。 BHDd^bd  
    应用示例详细内容 }XfRKGQw  
    仿真&结果 **F-#",  
    ]_2<uK}fg  
    1. 结果：利用光线追迹分析 $aj:\A0f  
    cL:hjr"  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 I G B)  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    > 7 qZ\#  
    L4{+@T1A[  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 /\5u-o)  
    j4E`O%@^  
    |],ocAN{  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 qnnP*15`  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 .p-T >  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    o_PQ]1  
    B2,JfKk/  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 td|O#R  
    @<B$LJ|jdG  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 j_}f6d/h  
     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°。 z`Xc] cPi  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 3'[ g2JR  
    rG{,8*  
    4. 对准误差的影响：元件平移 $i$Z+-W4'  
    |/;X -+f8  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 $%"~.L4  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 zOMU&;.\  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 94L>%{59  
    -\M;bQV[C  
    2,G9~<t  
    5. 总结 og|~:>FmJo  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 + EM^  
    ?xtP\~  
    4. 仿真 "K#zY~>L  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 Ky)*6QOw  
    Hq "l`  
    5. 计算 h2vD*W  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 `D0H u!;  
    2E0$R%\  
    6. 研究 YfVZ59l4y6  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 W_h!Puj_  
    y\<\P8X  
    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。 6G<gA>V  
    L+NrU+:=C  
    扩展阅读 LRv[,]b  
    S&F  
    1. 扩展阅读 '<&rMn  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 wQN/MYF[  
    cGS7s 8U  
     开始视频 2g%p9-MO]I  
    - 光路图介绍 w>6 cc#>q  
    - 参数运行介绍 ;g_<i_ *x#  
    - 参数优化介绍 9v(k<('_  
     其他测量系统示例： 5VGr<i&A  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) <CGJ:% AY  
    6|]e}I@<2  
    Ogp@!  
    QQ：2987619807     p/'09FY+U  
     
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