透射波面
關注創建者：姜講蔣醬 創建時間：2023-02-28
透射波面的實例教程
干涉儀有多種類型，這里介紹的Fizeau干涉儀是一種干涉儀，廣泛用于測量光學元件和透射波面的表面精度。 這里我們介紹一個使用Fizeau干涉儀來測量透鏡的透射波面變形的例子。以下是被測試的系統。 使用一個有效直徑為50毫米、焦距為578毫米的平凸透鏡。為了表示不對稱的像差，用Zernike條紋相位面來增加像散和慧差像差。 還使用了-0.7的圓錐系數。 平凸透鏡會導致大的球差。下圖是鏡頭數據編輯器。 背面的焦點是571.982毫米。以下是光路圖。可以使用分析->波前圖對波前進行分析。下圖展示的是波前圖的分析結果。波前PV值 0.3821λ、RMS 0.0881λ。接下來，對Fizeau干涉儀進行建模。 要建立一個含有 "平面光源 "的Fizeau干涉儀模型（即發射準直光），選擇 "無焦像空間 "復選框并進入無焦模式，如下圖所示。在對 "球面原型 "進行建模時（在這里發出會聚光），請將鏡頭置于正常焦距模式。鏡頭數據編輯器如下圖所示。
在測試透鏡后面放一個凸面鏡反射光線，這樣光線就會重新進入測試透鏡。 應注意以下兩點：1. 從測試鏡頭到凸面鏡的距離應該是測試鏡頭的后焦點（571.982毫米）減去凸面鏡的曲率半徑（本例中為300毫米）。2.盡可能多地拾取數據，以確保在待測數據發生變化時，回程的數據相應變化。 各種系數也被拾取。模型完成后的光路圖如下所示。檢查波前像差圖。可以看出，波前像差為0.7642λpv和0.1762λRMS，是單透鏡的兩倍。 也可以看出，不對稱像差沒有問題（因為往返的光通量通過被測鏡頭上的同一個地方）。因此，Fizeau干涉儀輸出值的1/2是被測透鏡本身的波前像差。此外還可以使用下圖的干涉圖分析功能進行波前分析：放大率被設置為1。 幫助文件指出，對于雙通道光學系統，放大率應設置為2，但這是在雙通道光學系統被建模為簡化的單通道時。
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透射波面的最新內容
光柵級次通道選擇
?可以定義具體的透射和反射級次，以供模擬中考慮。在表面被從背面照明的情況下，也可以有不同的級次。
?并不總是需要考慮所有的衍射級，我們建議只使用那些感興趣的，以確保更有效的模擬。
?光柵級次通道的選擇不影響FMM計算中的內部衍射級次(即精度)。
與前一種情況相比，在這種情況下，波前映射分析也只能用作定性檢查，因為確切的波前誤差值也取決于透鏡的厚度和光線入射角。正如預期的那樣，在這種情況下，波前映射在中心顯示一個峰值，類似于本文凸面鏡部分中顯示的 Zygo 測量，因為兩者都沿同一方向觀察波前，從物面到像面。
由于這是一個模擬干涉儀如何測量表面形狀的雙通道模型，因此我們預計峰谷（0.433 waves）和 RMS（0.084 waves）波前誤差將與測量值相比翻倍，因為測量結果報告為透射。讓我們在 Wavefront Map 上仔細檢查一下。
基準問題包括計算由平面波入射的孤立(即非周期)模式中的近場。該幾何結構由基板上銀膜中的孤立亞波長狹縫和銀膜中相鄰的平行凹槽組成。平面波垂直入射該裝置，并具有平面內電場極化(分別為面外磁場極化)。通過狹縫傳輸到位于狹縫下方特定距離的探測器區域的光的能量通量被檢測，并歸一化為通過狹縫的能量通量，在不存在凹槽的第二次模擬中計算。
橢圓偏振分析器1個月前
當線偏振光(分解為一個偏振平行(??p,i)和一個垂直于入射面(??s,i)的波)與電介質相互作用時，偏振態會發生變化。從入射波和反射(或透射)波之間的相移(??)，以及反射(或透射)振幅的比值(tan(??))，可以推導出介質的介電特性(??, ??)。
橢圓偏振儀的基本原理
當線偏振光(分解為一個偏振平行(??p,i)和一個垂直于入射面(??s,i)的波)與電介質相互作用時，偏振態會發生變化。從入射波和反射(或透射)波之間的相移(??)，以及反射(或透射)振幅的比值(tan(??))，可以推導出介質的介電特性(??, ??)。
橢圓偏振儀的基本原理
注意：類似的考慮適用于透射情況，但為了簡單起見，只討論反射。
此效應來自公式1中的正弦波，必須通過將探測器上的位置重新映射到相應的波長來解決光譜儀中的這個影響。
我們可以在OpticStudio中通過掃描光譜儀帶寬的波長并記錄光線在探測器上的位置，來計算映射函數（重映射函數的逆函數）。另一種有效的解決方法就是使用Zemax編程語言(Zemax Programming Language，ZPL)宏。
為此，使用傅立葉模態法/嚴格耦合波分析（FMM/RCWA）計算周期性結構（透射或反射、電介質或金屬）內部的場。還可以指定場的哪一部分應該可視化：正向模式、反向模式或兩者同時顯示。
元件內部場分析儀：FMM
元件內部場分析器：FMM是光柵光學裝置的獨有功能，可提供光柵結構內部電磁場的可視化。
FLUORESCEIN 膜層反射 488nm的光，透射 521nm 的光，所以不包含在默認的膜層文件中，需要用戶手動添加，附件中包含 FLUORESCEIN 膜層的數據文件。
最后，在系統最后添加兩個物體，令其中靠前一個的物體類型是標準面，另一個是顏色探測器 (Detector Color)。標準面材料類型設置為 ABSORB，用來模擬針孔。
</p><p>性能優化</p><p class="ql-align-justify">通過 OAS 專項功能針對性解決傳統痛點：針對像差耦合問題，啟用軟件像差自動校正與多配置優化算法，結合 MTF、波前圖分析工具，優化透鏡的面形參數與間距，將球差、彗差等綜合像差校正，MTF 值提升；針對雜散光干擾，利用雜散光分析模塊識別透鏡表面反射、鏡框散射等干擾源，優化增透膜層設計（透射率≥99.9%）并增設遮光結構
