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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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    科学家
     
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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) L=h'Qgk%  
    J^/p(  
    应用示例简述 U ;I9 bK8  
     ^}C\zW  
    1. 系统说明 JN6B~ZNf  
     mcok/,/  
    光源 ^W@5TkkBQq  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) P>6{&(  
     元件 5:U so{  
    — 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 J-4:H gx  
     探测器 ?hM64jI|  
    — 干涉条纹 >i O!*&Y>  
     建模/设计 O1kl70,`R  
    — 光线追迹：初始系统概览 \di=  
    — 几何场追迹加(GFT+)： )_NO4`ejs/  
     计算干涉条纹。 DeYV$W B  
     分析对齐误差的影响。 ,=N.FS  
     -%dCw6aX+  
    2. 系统说明 u-C)v*#L  
     xwty<?dRW1  
    参考光路 4`R(?  
    -{+}@?  
    3. 建模/设计结果 { BHO/q3  
    KGpA2Nx  
    =rK+eG#,  
    4. 总结 9k=3u;$v  
     IIqUZJ  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 abEmRJTmW  
     1i ] ^{;]  
    1. 仿真 o? $.fhD   
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 l lsfTrp  
    2. 计算 wvPk:1wD5  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。  7[wieYj{  
    3. 研究 .>nRzgo  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 9)=ctoZ'  
    <Ok3FE.K  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 y)gKxRaCS  
     cs'{5!i]  
    应用示例详细内容 ?0,Ngrbe  
    系统参数 FsryEHz  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 +t;7tQDVB  
     \^%}M!tan  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 C6y&#uX\  
    E+JqWR5  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 9&ids!W~yx  
     @ry_nKr9  
    2. 说明：光源 ?F;8Pa/  
     PiYxk+N  
    .6'qoo_N  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 = 9]~ yt  
     因此，相干长度大于1m BVO<e \>3  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 Tu7QCr5*  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 09Cez\0  
    O1mKe%'|  
    WeiFmar  
     >e"#'K0?\  
    3. 说明：光源 DDH:)=;z  
    #lW`{i  
    # Vha7  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 '6Q =#:mc\  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 Z)aUt Srf  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 4_cqT/  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     >oe]$r  
    4. 说明：光学元件 ZJ[ ??=Gz  
    `^y7f  
    `$C n~dT  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Z/;aT -N  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 }U9G    
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 hfy_3}_  
     透镜材料为N-BK7。 cjIh}:| '  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 tC9n k5~  
     q%?in+l  
    %-0t?/>  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ilx)*Y  
     qm o9G  
    ]wG{!0pl  
     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)。 $H>W|9Kg,  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 \)?HJ  
    YV anW  
    6. 分光器的设置 Gk /fBs  
     1HZO9cXJ  
    ;VO:ph4Aj  
    %Qdn  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 [mGLcg6Fw  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 nK%LRcAs  
     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 "~C,bk  
    3x'|]Ns  
    7. 合束器的设置 5S--'=fu+  
    7Da`   
    b?QoS|<e?  
    _8_R 1s  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 &@Be2!%'9K  
     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。 'u |c  
    HqT#$}rv  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 <;Zmjeb+#  
    9e,0\J  
    [}0haTYc4  
     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)。 -fHy-Oh  
    应用示例详细内容 Y^EcQzLw  
    仿真&结果 zsyIV!(  
    }oGA-Qc}B  
    1. 结果：利用光线追迹分析 2)HuZda  
    k5.Lna  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 EE'io5\et  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    T !WT;A  
    O5nD+qTQ#  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 y''z5['  
    R3&Iu=g  
    G^4hd i3@  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 \$T(t/$9  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 M{T-iW"  
     因为干涉长度大，干涉条纹显示出较明显的极大值和极小值。
    MJ [m  
    JNXq.;:`Q  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 ieCEo|b  
    B; h"lv  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 >rKIG~P_  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 ]tRu2Ygf  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 G[I"8iS,  
    (b-MMr  
    4. 对准误差的影响：元件平移 %oa-WmWm  
    62o:,IcoG  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 hVAn>_(  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 X296tA>C`  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 W^LY'ypT  
    :Cs4NF   
    'UX!*5k<:  
    5. 总结 J({Xg?  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 lKp"xcAD  
    PB`Y g  
    4. 仿真 {~"/Y@&]R  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 /,&<6c-Q@W  
    ,|H `e^  
    5. 计算 /quc}"__  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 1.{z3_S21:  
    O6a<`]F  
    6. 研究 O-GJ-  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 <~'"<HwtK  
    `WFw3TI  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 Tc &z:  
    s6v ;  
    扩展阅读 cyv`B3}  
    {Y=WW7:Qx  
    1. 扩展阅读 1&evG-#<:  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 u9GQU  
    j9 4=hJVKi  
     开始视频 O/a4]r+_  
    - 光路图介绍 )E@.!Ut4o  
    - 参数运行介绍 g:D>.lKd  
    - 参数优化介绍 #+HJA42  
     其他测量系统示例： BsqP?/  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) i8[t=6Rm@  
    [-k  
    n:\~'+$  
    QQ：2987619807     {V$|3m>:*  
     
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