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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) &{zwM |Q@?  
    J1tzHa6  
    应用示例简述 w53z*l>ek  
     g=xv+e  
    1. 系统说明 t{Hh&HX  
     XLZ j  
    光源 F_nZvv[H?  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m) >+:r '  
     元件 Nmp>UE,7[  
    — 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 N.0HfYf  
     探测器 0R@g(  
    — 干涉条纹 Iz}2 ^  
     建模/设计 H DF"]l;  
    — 光线追迹：初始系统概览 =[P%_v``  
    — 几何场追迹加(GFT+)： Kc%n(,+%"  
     计算干涉条纹。 =w ^TcV  
     分析对齐误差的影响。 Z 7s;F}=  
     l:Dn3Q  
    2. 系统说明 ~$4]HDg  
     ! Ea&]G  
    参考光路 Vk-W8[W 7  
    <i}q=%W!1  
    3. 建模/设计结果 d"H<e}D  
    L1hD}J'$4  
    H]_WFiW-9  
    4. 总结 Q[J [=  
     \6 \hnP  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 k> b&xM!  
     Fweh =v  
    1. 仿真 }RcK_w@Jx)  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 J`w]}GlH  
    2. 计算 )A="eW_>  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 uR#'lb`3  
    3. 研究 la'e[t7  
    不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 +D :83h{  
    L5Urg*GNL  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。 .zvlRt.zl  
     yp=|7  
    应用示例详细内容 "r8EC  
    系统参数 +0]'| tF>  
    1. 仿真任务：马赫泽德干涉仪 !|B3i_n  
     b.#^sm//  
     通过使用这种干涉仪设置，可测量两完全相同光束线间的相对相移。 Z^s+vi  
    sFLcOPj-%  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 X[V?T>jsM  
     k/G7.)C  
    2. 说明：光源 1g1?zk8zO  
     ZB828T3  
    16I&7=S,  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器。 hG= k1T%=  
     因此，相干长度大于1m @ ]f3| >I  
     此外，由于发散角很小，所以不需要额外的准直系统。 dM Y 0K  
     在入射干涉仪之前，高斯波以瑞利长度传播。 Iz#yQ`  
    VCjq3/[_  
    9#uIC7M  
     =HVfJ"vK  
    3. 说明：光源 2B-.}OJ  
    );nz4/V  
    AHwG<k  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 h40'@u^W  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜。 QU.0Elw  
     因此，在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 YG4WS |  
     与开普勒望远镜相比，在扩束系统中不会成实像。
     %JQ~!3  
    4. 说明：光学元件 wa!zv^;N*  
    EYkj@ .,  
    )!e3.C|V1W  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 Go1(@  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 RU0i#suiz  
     所研究的元件为球面镜，其曲率半径为100mm。 Vvyj  
     透镜材料为N-BK7。 wepwX y"  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 *(G&B\  
     )\wuesAO  
    4U?<vby  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 ;K_}A4K  
     }f#_4ACaD  
    vt.P*Z5  
     增加消色差系统和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 ?q _^Rj$  
     由于VirtualLab的相对位置系统，必须设置Z轴方向的距离。 }X]\VSF{  
    1Dq<{;rWb  
    6. 分光器的设置 %zzYleJ!]  
    ["a"x>X&  
    %ISq>A)%  
    #--olEj!  
     为实现光束分束，采用理想光束分束器。 d ;^  
     出于该目的，在光路编辑器中建立两次光束分束器。 TnNWO+ kg  
     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 mG2VZ>  
    wK ?@.l)u  
    7. 合束器的设置 KY$k`f6?P  
    SWs3SYJ\  
    *YtB )6j  
    ;L~p|sF  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 URA0ey`  
     为此，必须选择两个输入通道的叠加，才能得到期望的干涉图。 KlN/\N\  
    :"<e0wDu[  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 @QdnjXII*  
    l4vTU=  
    *%\mZ,s"  
     增加扩束器和分束器距离是为了使3D视图更加清晰(可在光路编辑器中实现)。 2no$+4+z  
    应用示例详细内容 XWUP=D~  
    仿真&结果 r|GY]9  
    bO3GVc+S  
    1. 结果：利用光线追迹分析 sb^mLH] 3  
    7+nm31,<O  
     首先，利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 I{ ryD -!  
     对于该分析，采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    NF+<#*1  
    r\2vl8X~  
    2. 结果：使用GFT+的干涉条纹 "uKFOV?j&  
    53Yxz3v  
    [A5W+pDm  
     现在，利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 khx.yRx  
     由于采用高斯光束，图形边缘光强衰减迅速。 ~y /!fnv  
     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。
    gEwd &J  
    5u$D/* Eb  
    3. 对准误差的影响：元件倾斜 BT,b-= ;J-  
    UDEj[12S  
     元件倾斜影响的研究，如球面透镜。 ]Gv!M?:  
     因此，通过使用独立方向和参数运行，原件角度由0°变化至5°。 vXv;1T  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。 5o)Y$>T0  
    m$wlflt  
    4. 对准误差的影响：元件平移 kn"q:aD  
    ^/@jwZ  
     元件移动影响的研究，如球面透镜。 .cDOl_z<:G  
     现在，通过使用独立位置和参数运行，组件X位置有0mm修正为0.5mm。 Xg7|JS!  
     结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 0uvzxmN  
    +=BAslk  
    UZ2TqR  
    5. 总结 hyg8wI  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 9GU]l7C=z  
    @1-F^G%p8  
    4. 仿真 -!e7L>w  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 i7*EbaYzUO  
    :E&g%'1  
    5. 计算 o!c] (  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 *\G)z|^yx  
    ~P .I<  
    6. 研究 Iu[|<Cx  
    不同计算误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移 9?<{_'  
    pkgjTXR2b  
    利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分。 ?jx1R^  
    QDx$==Fo  
    扩展阅读 qS| \JG  
    ntVS:F  
    1. 扩展阅读 P{Lf5V9# <  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 zfA GtT <  
    vy9 w$ls  
     开始视频 9$ qm>,o  
    - 光路图介绍 eWJ`$"z  
    - 参数运行介绍 v'!a\b`9  
    - 参数优化介绍 Ho;X4lo[j  
     其他测量系统示例： 'cix`l|^  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002) <{5EdX  
    ?a(L.3 E  
    U1nw- Q+  
    QQ：2987619807     ;r[@v347  
     
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