光學相干掃描干涉儀的案例
[VirtualLab] 全場光學相干掃描干涉儀
摘要
掃描干涉儀是用于執(zhí)行表面高度測量的技術。 通過利用白光光源的低相干性，僅當光程長度差在相干長度內(nèi)時才會出現(xiàn)干涉圖樣。 因此，它可以實現(xiàn)精確的顯微鏡測量。在本案例中，氙氣燈和邁克爾遜干涉儀被構建并用于測量表面平滑變化的樣品。
全場光學相干掃描干涉儀
摘要
掃描干涉儀是用于執(zhí)行表面高度測量的技術。 通過利用白光光源的低相干性，僅當光程長度差在相干長度內(nèi)時才會出現(xiàn)干涉圖樣。 因此，它可以實現(xiàn)精確的顯微鏡測量。在本案例中，氙氣燈和邁克爾遜干涉儀被構建并用于測量表面平滑變化的樣品。
建模任務
仿真干涉條紋
走進VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion中的工作流程
?設置輸入場
?基本光源模型[教程視頻]
?使用導入的數(shù)據(jù)自定義表面輪廓
?定義元件的位置和方向
? LPD II：位置和方向[教程視頻]
?正確設置通道以進行非序列追跡
?非序列追跡的通道設置[用例]
?使用參數(shù)運行檢查影響/變化
?參數(shù)運行文檔的使用[用例]
VirtualLab Fusion技術
文件信息
展開 全場光學相干掃描干涉儀
摘要
掃描干涉儀是用于執(zhí)行表面高度測量的技術。 通過利用白光光源的低相干性，僅當光程長度差在相干長度內(nèi)時才會出現(xiàn)干涉圖樣。 因此，它可以實現(xiàn)精確的顯微鏡測量。在本案例中，氙氣燈和邁克爾遜干涉儀被構建并用于測量表面平滑變化的樣品。
建模任務
仿真干涉條紋
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VirtualLab Fusion技術
文件信息
更多閱覽
- Laser-Based Michelson Interferometer and Interference Fringe Exploration
- Mach-Zehnder Interferometer
- Fizeau Interferometer for Optical Testing
展開 全場光學相干掃描干涉儀
摘要
掃描干涉儀是用于執(zhí)行表面高度測量的技術。 通過利用白光光源的低相干性，僅當光程長度差在相干長度內(nèi)時才會出現(xiàn)干涉圖樣。 因此，它可以實現(xiàn)精確的顯微鏡測量。在本案例中，氙氣燈和邁克爾遜干涉儀被構建并用于測量表面平滑變化的樣品。
建模任務 仿真干涉條紋 走進VirtualLab Fusion VirtualLab Fusion中的工作流程 ?設置輸入場
?基本光源模型[教程視頻]
?使用導入的數(shù)據(jù)自定義表面輪廓
?定義元件的位置和方向
? LPD II：位置和方向[教程視頻]
?正確設置通道以進行非序列追跡
?非序列追跡的通道設置[用例]
?使用參數(shù)運行檢查影響/變化
?參數(shù)運行文檔的使用[用例]
VirtualLab Fusion技術 文件信息 更多閱覽
- Laser-Based Michelson Interferometer and Interference Fringe Exploration
- Mach-Zehnder Interferometer
- Fizeau Interferometer for Optical Testing
展開 
VirtualLab Fusion：全場光學相干掃描干涉儀
摘要
掃描干涉儀是用于執(zhí)行表面高度測量的技術。 通過利用白光光源的低相干性，僅當光程長度差在相干長度內(nèi)時才會出現(xiàn)干涉圖樣。 因此，它可以實現(xiàn)精確的顯微鏡測量。在本案例中，氙氣燈和邁克爾遜干涉儀被構建并用于測量表面平滑變化的樣品。
建模任務
仿真干涉條紋
走進VirtualLab Fusion
VirtualLab Fusion中的工作流程
?設置輸入場
?基本光源模型[教程視頻]
?使用導入的數(shù)據(jù)自定義表面輪廓
?定義元件的位置和方向
? LPD II：位置和方向[教程視頻]
?正確設置通道以進行非序列追跡
?非序列追跡的通道設置[用例]
?使用參數(shù)運行檢查影響/變化
?參數(shù)運行文檔的使用[用例]
VirtualLab Fusion技術
文件信息
更多閱覽
- Laser-Based Michelson Interferometer and Interference Fringe Exploration
- Mach-Zehnder Interferometer
- Fizeau Interferometer for Optical Testing
展開 VirtualLab應用：用于光學相干斷層掃描技術的邁克爾遜干涉儀
光學測量 > 干涉測量
任務/系統(tǒng)說明
亮點
?從光線追跡分析到快速物理光學建模的簡單轉(zhuǎn)換；
?對相干效應以及干涉圖樣的高速仿真；
具體要求：光源
具體要求：用于準直的消色差透鏡
具體要求：分束器
具體要求：參考光路反射鏡
具體要求：測試光路反射鏡
具體要求：探測器
結果：3D光線追跡
結果：場追跡
結果：移動樣品的場追跡結果
通過掃描樣品的軸向位置，可以研究出樣品的形貌。
文件&技術信息
[NEWSLETTER] 邁克爾遜干涉儀和光學計量學
自從1887年著名的邁克爾遜-莫雷實驗開始，邁克爾遜干涉儀及其變種在光學研究中發(fā)揮著重要作用。如今，人們?nèi)匀唤?jīng)常可以找到以邁克爾遜干涉儀形式配置的光學系統(tǒng)，例如相干掃描干涉儀。借助VirtualLab Fusion，尤其是在非序列場追跡的幫助下，我們展示了邁克爾遜白光干涉儀的工作原理，并展示了其如何應用于光學計量學。
邁克爾遜干涉儀
在充分考慮氙氣燈光源的光譜特性（即有限的相干長度）基礎上建模具有氙氣燈的邁克爾遜干涉儀。
光學層析掃描干涉儀
使用低相干氙氣燈，建立一個邁克爾遜干涉儀，用以精確掃描給定樣品的表面輪廓。
展開 邁克爾遜干涉儀和光學計量學
自從1887年著名的邁克爾遜-莫雷實驗開始，邁克爾遜干涉儀及其變種在光學研究中發(fā)揮著重要作用。如今，人們?nèi)匀唤?jīng)常可以找到以邁克爾遜干涉儀形式配置的光學系統(tǒng)，例如相干掃描干涉儀。借助VirtualLab Fusion，尤其是在非序列場追跡的幫助下，我們展示了邁克爾遜白光干涉儀的工作原理，并展示了其如何應用于光學計量學。
?
基于激光的邁克爾遜干涉儀和干涉條紋探測
摘要
邁克爾遜干涉儀是光學干涉測量的典型裝置。 裝置中的不同配置可能導致不同的干涉條紋，因此，它們之間的關系非常值得去深入研究。借助VirtualLab Fusion中的非序列追跡技術，可以輕松設置和配置邁克爾遜干涉儀，并在不同情況下顯示干涉條紋。在該示例中，展示了幾種典型情況下相應的干涉條紋。
建模任務
等效光程的計算結果
平移可移動反射鏡的計算結果
傾斜可移動反射鏡的計算結果
平移和傾斜可移動反射鏡的計算結果
VirtualLab 視圖
VirtualLab 流程
?設置入射高斯場
-基本光源模型
?設置組件的位置和方向
-LPD II：位置和方向
?設置組件的非序列通道
-非序列追跡通道設置
VirtualLab 技術
文件信息
進一步閱讀
-馬赫澤德干涉儀
-全視場光學相干掃描干涉儀
-用于光學測試的飛索干涉儀
展開 邁克爾遜干涉儀和光學計量學
自從1887年著名的邁克爾遜-莫雷實驗開始，邁克爾遜干涉儀及其變種在光學研究中發(fā)揮著重要作用。如今，人們?nèi)匀唤?jīng)常可以找到以邁克爾遜干涉儀形式配置的光學系統(tǒng)，例如相干掃描干涉儀。借助VirtualLab Fusion，尤其是在非序列場追跡的幫助下，我們展示了邁克爾遜白光干涉儀的工作原理，并展示了其如何應用于光學計量學。
邁克爾遜干涉儀
在充分考慮氙氣燈光源的光譜特性（即有限的相干長度）基礎上建模具有氙氣燈的邁克爾遜干涉儀。
光學層析掃描干涉儀
使用低相干氙氣燈，建立一個邁克爾遜干涉儀，用以精確掃描給定樣品的表面輪廓。
展開 使用相干光模擬馬赫澤德干涉儀
系統(tǒng)說明
? 光源
— 氦氖激光器(波長632.8nm；相干長度>1m)
? 元件
— 分束器和合束器，消色差準直透鏡系統(tǒng)，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(tǒng)概覽
— 幾何場追跡加(GFT+)：
? 計算干涉條紋。
? 分析對齊誤差的影響。
2. 系統(tǒng)說明
參考光路
3. 建模/設計結果
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+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。
應用示例詳細內(nèi)容
系統(tǒng)參數(shù)
1. 仿真任務：馬赫澤德干涉儀
? 通過使用這種干涉儀設置，可測量兩完全相同光束線間的相對相移。
這使得可以對一個樣品元件引起的相移進行研究。
2. 說明：光源
? 使用一個頻率穩(wěn)定、單模氦氖激光器。
? 因此，相干長度大于1m
? 此外，由于發(fā)散角很小，所以不需要額外的準直系統(tǒng)。
? 在入射干涉儀之前，高斯波以瑞利長度傳播。
3. 說明：光源
? 采用一個放大因子為3的消色差擴束器。
? 擴束器的設計是基于伽利略望遠鏡。
? 因此，在光學表面序列(OIS)中結合了一個擴束和準直系統(tǒng)。
? 與開普勒望遠鏡相比，在擴束系統(tǒng)中不會成實像。
4. 說明：光學元件
? 在參考光路中設置一個位相延遲平板。
? 位相延遲平板材料為N-BK7。
展開 
VirtualLab運用：使用相干光的馬赫-澤德干涉儀
光學測量＞干涉測量
任務/系統(tǒng)描述
亮點
?在光線追跡分析與高速物理光學建模間簡單轉(zhuǎn)換
?相干效應以及干涉圖案的高速仿真
說明：光源
說明：擴束器
說明：分束器
說明：反射鏡
說明：相位延遲元件
說明：研究對象
說明：探測器
結果：3D光線追跡
結果：光線追跡
結果：場追跡（偽彩色視圖）
結果：場追跡（真彩色視圖）
結果：傾斜透鏡的場追跡
結果：橫向移動透鏡的場追跡
VirtualLab運用：使用相干光的馬赫-澤德干涉儀
光學測量＞干涉測量
任務/系統(tǒng)描述
亮點
? 在光線追跡分析與高速物理光學建模間簡單轉(zhuǎn)換
? 相干效應以及干涉圖案的高速仿真
說明：光源
說明：擴束器
說明：分束器
說明：反射鏡
說明：相位延遲元件
說明：研究對象
說明：探測器
結果：3D光線追跡
結果：光線追跡
結果：場追跡（偽彩色視圖）
結果：場追跡（真彩色視圖）
結果：傾斜透鏡的場追跡
結果：橫向移動透鏡的場追跡
FRED案例展示：部分相干光的應用--天文光干涉儀
圖 2.邁克爾遜恒星干涉儀的全局腳本變量
嵌入式腳本可以用于產(chǎn)生具有合適波長和角距的光源，來代表恒星對象。實現(xiàn)這個目的的一種方法是產(chǎn)生一對相干的平面波光源：一個光源就位于M1之前，另一個就位于M2之前。每個光源都有基于光源光譜的合適的波長和相對功率，并且在提供的角度直徑內(nèi)的任意方向傳播。一旦所有的光源創(chuàng)建好，相干光線追跡就會執(zhí)行。在探測器平面上的輻照度和彩色圖會得到計算并顯示出來。
為了模擬邁克爾遜恒星干涉儀的運行，額外的循環(huán)可以添加到腳本中，它會在每一步掃描反射鏡間距并計算條紋可見度。條紋可見度的第一個極小值會出現(xiàn)在d=λ0/(2θ)處，其中λ0是恒星（發(fā)光）的中心波長，θ是以度為單位的角距。
圖 3.運行嵌入式腳本
圖 4.運行腳本之后創(chuàng)建的光源
圖 5.輻照度計算結果
圖 6.彩色圖計算結果
展開 【VirtualLab運用】使用相干光模擬馬赫澤德干涉儀
測量系統(tǒng)(MSY.0001 v1.1)
應用示例簡述
1.系統(tǒng)說明
?光源
—氦氖激光器(波長632.8nm；相干長度>1m)
?元件
—分束器和合束器，消色差準直透鏡系統(tǒng)，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(tǒng)概覽
—幾何場追跡加(GFT+)：
?計算干涉條紋。
?分析對齊誤差的影響。
2.系統(tǒng)說明
參考光路
3.建模/設計結果
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+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。
應用示例詳細內(nèi)容
系統(tǒng)參數(shù)
1.仿真任務：馬赫澤德干涉儀
?通過使用這種干涉儀設置，可測量兩完全相同光束線間的相對相移。
這使得可以對一個樣品元件引起的相移進行研究。
2.說明：光源
?使用一個頻率穩(wěn)定、單模氦氖激光器。
?因此，相干長度大于1m
?此外，由于發(fā)散角很小，所以不需要額外的準直系統(tǒng)。
?在入射干涉儀之前，高斯波以瑞利長度傳播。
3.說明：光源
?采用一個放大因子為3的消色差擴束器。
?擴束器的設計是基于伽利略望遠鏡。
?因此，在光學表面序列(OIS)中結合了一個擴束和準直系統(tǒng)。
?與開普勒望遠鏡相比，在擴束系統(tǒng)中不會成實像。
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