VirtualLab運用:光學測量系統的分析與公差

VirtualLab Fusion 軟件可以對光學測量系統進行仿真,如干涉儀、光譜儀以及表面測量器件。

 

很多光學測量原理都是基于光的波動特性。典型的器件有:

 

?干涉儀

?光譜儀&單色儀

?表面計量系統

 

VirtualLab Fusion 軟件可以對這些測量系統進行仿真及公差分析。許多設置都是以衍射效應、干涉效應以及時間和空間相干性為特點。VirtualLab的場追跡引擎進行快速精確的測量系統建模的同時考慮了這些物理光學效應。

VirtualLab運用:光學測量系統的分析與公差的圖1

 

VirtualLab Fusion軟件的特性

 

?基于物理光學的計量系統仿真

?包含部分相干和衍射效應

?尤其對傾斜和偏移的公差分析

?真彩色獲取

?便于使用的位置概念

?干涉條紋的計算

?測繪掃描系統的仿真

?全譜段高分辨率分析

 

VirtualLab運用:光學測量系統的分析與公差的圖2

用于表面拓撲測量的白光邁克爾遜干涉儀的仿真。整個系統中部分相干的白光可以利用VirtualLab Fusion仿真。

 

試用軟件和應用示例

 

如果對更多信息感興趣,請通過 support@lighttrans.com 或通過VirtualLab Fusion試用版結合我們提供的應用示例開展你的實驗工作:

?MSY.0001: 使用相干光的馬赫澤德干涉儀仿真。(download)

?MSY.0002: 白光邁克爾遜干涉儀的仿真。(download)

?MSY.0003: Czerny-Turner單色儀和光譜儀。(download)

?立即下載VirtualLab Fusion試用版

 

測量系統(MSY.0001 v1.1)

 

相干光馬赫澤德干涉儀的仿真

 

VirtualLab運用:光學測量系統的分析與公差的圖3

 

應用示例簡述

 

1.系統說明

 

?光源

—氦氖激光器(波長632.8nm;相干長度>1m)

?組件

—分束器和合束器,消色差準直透鏡系統,位相延遲器,待測球面透鏡

?探測器

—干涉條紋

?建模/設計

—光線追跡:初始系統概覽

—幾何場追跡加(GFT+):

?由于白光的部分相干性致使條紋對比度降低。

?在高度掃描的同時光強發生改變。 

 

2.系統說明

 

VirtualLab運用:光學測量系統的分析與公差的圖4

 

3.建模/設計結果

 

VirtualLab運用:光學測量系統的分析與公差的圖5

 

4.總結

 

馬赫澤德干涉儀的干涉圖樣的計算

 

1.仿真

 

以光線追跡對干涉儀的仿真。

 

2.計算

 

采用幾何場追跡加引擎以計算干涉圖樣。

 

3.研究

 

不同對齊誤差在干涉圖上的影響,如傾斜和偏移

 

利用VirtualLab軟件可對馬赫澤德干涉儀生成的干涉圖案進行研究分析。

 

測量系統(MSY.0002 v1.1)

 

白光邁克爾遜干涉儀的仿真

 

VirtualLab運用:光學測量系統的分析與公差的圖6

 

應用示例簡述

 

1.系統說明

?光源

—氙氣燈(部分相干白光)

?組件

—分束器和合束器,消色差準直透鏡系統,平面反射鏡,待測繪樣品

?探測器

—表現出不同的干涉效應的強度分布

?建模/設計

—光線追跡:初始系統概覽

—幾何場追跡加(GFT+):

?由于白光的部分相干性,條紋的對比度降低了

?當進行高度掃描時,光強發生了變化

 

2.系統說明

VirtualLab運用:光學測量系統的分析與公差的圖7

 

3.建模/設計結果

 

VirtualLab運用:光學測量系統的分析與公差的圖8

4.總結

 

研究了邁克爾遜干涉儀裝置白光干涉圖案并應用于高度輪廓掃描

 

1.仿真

用光線追跡對干涉儀的仿真。

2.計算

采用幾何場追跡+引擎以計算干涉圖樣。

3.研究

測繪掃描儀的仿真和樣本高度輪廓的測量

 

利用VirtualLab軟件可對邁克爾遜干涉儀生成的干涉圖案進行研究分析。

測量系統(MSY.0003 v1.1)

Czerny-Turner單色儀&光譜儀的仿真

 

VirtualLab運用:光學測量系統的分析與公差的圖9

 

應用示例簡述

 

1.系統說明

 

?光源

—參考平面波(單色)

—鈉燈(具有鈉的雙重特性)

?組件

—光闌(狹縫),拋物面反射鏡,閃耀光柵

?探測器

—功率

—視覺評估

?建模/設計

—光線追跡:初始系統概覽

—幾何場追跡+(GFT+):

?窄帶單色儀系統的仿真

?為解決特定光譜曲線進行全光譜的高分辨率分析

 

2.系統說明

 

VirtualLab運用:光學測量系統的分析與公差的圖10

 

3.系統參數

 

VirtualLab運用:光學測量系統的分析與公差的圖11

 

4.建模/設計結果

 

VirtualLab運用:光學測量系統的分析與公差的圖12

 

總結

 

Czerny-Turner單色儀的實現與分析及其在光譜研究中的應用。

 

1.仿真

以光線追跡對單色儀核校。

2.研究

應用經典場追跡和幾何場追跡+引擎對系統的性能進行研究。系統分析中包括采用傅里葉模態法進行光柵效率的嚴格分析。

3.應用

應用現實的Czerny-Turner單色儀分辨了鈉燈的雙波長特性

 

可以通過使用VirtualLab對復雜的光譜系統,比如Czerny-Turner進行詳盡的研究。

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