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    [技术]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: 2024-11-21
    测量系统(MSY.0001 v1.1)
    ?r|iZKa  
    x Y$x= )  
    应用示例简述 Wx#l}nD  
    >P(.yQ8&kL  
    1. 系统说明 s w >B  
    LR.]&(kyd  
    光源 z{BgAI,  
    — 氦氖激光器(波长632.8nm;相干长度>1m) q}jh>`d  
     元件 fif'ptK  
    — 分束器和合束器,消色差准直透镜系统,位相延迟器,待测球面透镜 7?g({]  
     探测器 ]srL>29_b  
    — 干涉条纹 CEkf0%YJ  
     建模/设计 Q& d;UVp  
    光线追迹:初始系统概览 g'km*EV  
    — 几何场追迹加(GFT+): !b0A %1W;  
     计算干涉条纹。 8@;R2]Q  
     分析对齐误差的影响。 g@O?0,+1  
    #(}{*d R  
    2. 系统说明 |2TH[J_a  
    参考光路 {gEz;:!):  
    c'?EI EP  
    ,*V%  
    3. 建模/设计结果 rUV'DC?eE  
    MsIaMW_  
    k=d _{2 ~  
    4. 总结 oEZhKVyc.y  
    V?T&>s  
    马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 !RLXB$@`  
    LhF;A~L  
    1. 仿真 _W Hi<,-  
    以光线追迹对干涉仪的仿真。 =<(6yu_  
    2. 计算 S h5m+>7K  
    采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 (@ BB @G  
    3. 研究 |w~*p N0  
    不同对齐误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 s 64@<oU<"  
    @QpL*F  
    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。  R'_F9\  
    应用示例详细内容 C.u) 2[(  
    系统参数 UaXIrBc  
    ,{ 0&NX  
    1. 仿真任务:马赫泽德干涉仪 R-iWbLD  
    Ea" -n9  
     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。 IWddJb~hu  
    66W J=? JV  
    这使得可以对一个样品元件引起的相移进行研究。 _Nz?fJ:$@  
    tG"EbWi  
    2. 说明:光源 ER!s  
    ?` ebi|6  
    [ p0_I7  
     使用一个频率稳定、单模氦氖激光器 ?: vB_@  
     因此,相干长度大于1m [BKTZQ@G@  
     此外,由于发散角很小,所以不需要额外的准直系统。 s}gdi  
     在入射干涉仪之前,高斯波以瑞利长度传播。 4e[ 0.2?  
    +*qTZIXj  
    H%>cpwa[7  
    ~O /B  
    3. 说明:光源 Ql}#mC.>/  
    ?ODBW/{[G  
    @&E7Pg5  
     采用一个放大因子为3的消色差扩束器。 |ns9ziTDI  
     扩束器的设计是基于伽利略望远镜 >"]t4]GVf  
     因此,在光学表面序列(OIS)中结合了一个扩束和准直系统。 [--] ?Dr  
     与开普勒望远镜相比,在扩束系统中不会成实像。
    5C-n"8&C&  
    4. 说明:光学元件 xJ\sm8  
    ZQ\O| n8  
    V22Br#+  
     在参考光路中设置一个位相延迟平板。 ;,KT+!H$  
     位相延迟平板材料为N-BK7。 7bM H  
     所研究的元件为球面镜,其曲率半径为100mm。 u]3VK  
     透镜材料为N-BK7。 ~ ^~+p  
     其中心厚度与位相平板厚度相等。 cR6 #$-a  
    bHs},i6  
    'A/{7*,  
    5. 马赫泽德干涉仪光路视图 m0Uk*~Gz  
    lz#@_F|.*  
    51s3hX$  
     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)。 kkT=g^D9j  
     由于VirtualLab的相对位置系统,必须设置Z轴方向的距离。 [/td][/tr][/table][/td][/tr][tr][td] m FC9\   
    Pf<BQ*n  
    OOz;/kay  
    &xFs0R i(  
    [table=772][tr][td][table=712,#ffffff,,0][tr][td] c<)O#i@3/  
    6. 分光器的设置 2+\@0j[q  
    ARB^]  
     为实现光束分束,采用理想光束分束器。 出于该目的,在光路编辑器中建立两次光束分束器。 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 gEq";B%?  
    7. 合束器的设置 _#E@& z".L  
    VpM(}QHd  
    N?s5h?  
     两束光的直接通过虚拟屏幕探测器进行叠加(GFT +)。 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。 u9}LvQh_6,  
    &nn+X%m9g  
    8. 马赫泽德干涉仪的3D视图 [k,FJ5X  
    TGG-rA6@Lx  
     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)。 PrEfJ?  
    应用示例详细内容 n#5pd;!n  
    仿真&结果 W^9=z~-h  
    6~8X/ -02  
    1. 结果:利用光线追迹分析 G8hDR^ra  
     首先,利用光线追迹分析光在光学系统中的传播。 \v.YP19  
     对于该分析,采用内嵌的光线追迹系统分析器。
    YksJ$yH^  
    2. 结果:使用GFT+的干涉条纹 Et"B8@'P  
    FPuF1@K  
    URxy*)  
     现在,利用几何场追迹加引擎计算干涉图样。 由于采用高斯光束,图形边缘光强衰减迅速。 4,6nk.$yN  
     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。
    p~t5PU*(  
    3. 对准误差的影响:元件倾斜 IlP@a[:_  
    X;p4/ *U  
     元件倾斜影响的研究,如球面透镜。 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°。 ulY<4MN  
     结果可以以独立的文件或动画进行输出。
    'miY"L:| O  
    4. 对准误差的影响:元件平移 C@FX[:l@-  
     元件移动影响的研究,如球面透镜。 E1rxuV|9  
     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。 结果同样可以以独立的文件或动画进行输出。 n@| &jh  
    v>p~y u+G  
    O(44Dy@2  
    5. 总结马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算 pS<j>y  
    ]`n6H[6O  
    4. 仿真以光线追迹对干涉仪的仿真。 'uV;)~  
    vEb_z[gd  
    5. 计算采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。 0%hOB :  
    ,W&::/2<7  
    6. 研究不同计算误差在干涉图上的影响,如倾斜和偏移 Z<Ke /Xi  
    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。 ?Kf?Z`9 *Y  
    hQDZ%>  
    扩展阅读 0RGSv!w  
    1. 扩展阅读 wfF0+T+IA  
    以下文件给出了在VirtualLab中如何设置测量系统的更多细节。 UkXf)  
     开始视频- 光路图介绍 tcS7 @^'  
    - 参数运行介绍- 参数优化介绍 E6y ?DXW H  
     其他测量系统示例: b!-F!Lq/+0  
    - 迈克尔逊干涉仪(MSY.0002)
     
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