干涉儀仿真的案例
使用相干光模擬馬赫澤德干涉儀
總結
馬赫澤德干涉儀的干涉圖樣的計算
4. 仿真
以光線追跡對干涉儀的仿真。
5. 計算
采用幾何場追跡+引擎以計算干涉圖樣。
6. 研究
不同計算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。
擴展閱讀
1. 擴展閱讀
以下文件給出了在VirtualLab中如何設置測量系統的更多細節。
? 開始視頻
- 光路圖介紹
- 參數運行介紹
- 參數優化介紹
? 其他測量系統示例：
- 邁克爾遜干涉儀(MSY.0002)
展開 【VirtualLab運用】使用相干光模擬馬赫澤德干涉儀
5.總結
馬赫澤德干涉儀的干涉圖樣的計算
4.仿真
以光線追跡對干涉儀的仿真。
5.計算
采用幾何場追跡+引擎以計算干涉圖樣。
6.研究
不同計算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。
擴展閱讀
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以下文件給出了在VirtualLab中如何設置測量系統的更多細節。
?開始視頻
-光路圖介紹
-參數運行介紹
-參數優化介紹
?其他測量系統示例：
-邁克爾遜干涉儀(MSY.0002)
展開 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 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
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。
展開 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 
白光干涉儀測量原理及干涉測量技術的應用
白光干涉儀測量原理
基本原理：白光干涉儀是利用干涉原理測量光程之差從而測定有關物理量的光學儀器。光源發出的光經過擴束準直后經分光棱鏡分成兩束，一束光經被測表面反射回來，另一束光經參考鏡反射，兩束反射
光最終匯聚并發生干涉。兩束相干光間光程差的任何變化會靈敏地導致干涉條紋的移動，而某一束相干光的光程變化是由它所通過的幾何路程或介質折射率的變化引起。通過測量干涉條紋的變化，就可以測量出被測表面的相關物理量。
白光的特點及優勢：白光屬于多色光，具有連續的光譜。與單色光干涉不同，白光干涉在一定光程差范圍內會出現彩色的干涉條紋，并且只有在零光程差附近的極小范圍內才會出現清晰的、對比度高的干涉條紋。這一特性使得白光干涉儀在測量時能夠通過精確尋找零光程差位置來實現高精度的測量，對于微觀形貌的測量具有獨特的優勢。
干涉測量技術的應用
1、在工業生產中的應用：
（1）半導體制造：在半導體芯片制造過程中，白光干涉儀可用于測量芯片表面的形貌、薄膜厚度、臺階高度等參數，對芯片的制造工藝進行監控和質量檢測。例如，在光刻工藝后，可檢測光刻膠的厚度和表面平整度；在刻蝕工藝后，可測量刻蝕深度和表面粗糙度，確保芯片的性能和可靠性。而具備雙重防撞保護功能的白光干涉儀，在操作過程中更加安全可靠。Z 軸上裝有防撞機械電子傳感器以及軟件 ZSTOP 防撞保護功能，為精密的測量過程提供了雙重保障，讓用戶在進行半導體制造的高精度測量時多一重安心。
（2）光學加工：用于光學鏡片、透鏡、棱鏡等光學元件的表面形貌測量和質量檢測。可以測量光學元件的表面粗糙度、曲率半徑、面形精度等參數，幫助優化光學加工工藝，提高光學元件的質量。例如，在高精度光學鏡頭的制造中，白光干涉儀可以檢測鏡頭表面的微觀形貌，確保鏡頭的成像質量。
展開 使用棱鏡分束器的Mach-Zehnder干涉儀互補干涉圖樣的觀測
摘要
分束器是將光束一分為二的重要光學元件，是干涉儀等許多光學實驗和測量系統的重要組成部分。作為一個典型的例子，在VirtualLab Fusion中建立了具有相干激光光源的Mach-Zehnder干涉儀，并利用非序列場追跡對其進行了分析。研究了理想結構分束器和實際結構分束器的不同性能，并演示了相對相移變化引起的互補干涉圖樣。
建模任務
理想分束器干涉圖樣
理想的分束器提供未修改的傳輸場和鏡像反射場。
在傳播過程中沒有觀察到相移。
實際分束器干涉圖樣
實際結構分束器有玻璃板和介質涂層引入了一個??的相移，構建和破壞了干涉圖。
展開 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
展開 白光干涉儀(光學3D表面輪廓儀)與臺階儀的區別
白光干涉儀與臺階儀相比具有以下優點：
一是非接觸高精密測量，不會劃傷甚至破壞工件；
二是測量速度快，不必像探頭逐點進行測量；
三是不必作探頭半徑補正，光點位置就是工件表面測量的位置；
四是對高深寬比的溝槽結構，可以快速而精確的得到理想的測量結果。
白光干涉儀(光學輪廓儀)：揭秘測量坑的形貌的利器！
白光干涉儀廣泛應用于科學研究和工程實踐各個領域中。它作為一款用于對各種精密器件及材料表面進行亞納米級測量的檢測儀器，在測量坑的形貌方面扮演著舉足輕重的角色。
白光干涉儀怎么測量坑的形貌？它是利用干涉現象，使用白光源照射物體，并將反射光經過干涉儀的分光裝置后形成干涉圖樣。通過觀察干涉圖樣的變化，就可以獲得物體表面形貌的細節信息。
如何使用白光干涉儀來測量坑的形貌？在使用白光干涉儀測量坑的形貌時，將白光干涉儀的出光口對準坑樣的表面，調整儀器的焦距和位置，直到能夠得到清晰的干涉圖樣。然后，記錄下干涉圖樣的形狀和變化，最后進行數據處理和分析，就可以得出坑的形貌信息。在使用白光干涉儀進行測量的過程中，我們需要注意一些細節：
1、保持儀器穩定性和準確性。
在使用過程中，盡量避免外界干擾和震動，以確保測量結果的準確性。
2、選擇適當的測量參數和條件。
根據不同的實際情況，可以調整白光干涉儀的參數，如照射角度、光源強度等，以獲得更精確的測量結果。
SuperViewW1白光干涉儀結合數字圖像處理技術和三維重建算法來提高測量的精度和效率，揭秘并測量坑的形貌，為科學研究和工程實踐提供更有力的支持。
1、可將重建算法切換為高速掃描的FVSI重建算法，并可依據表面粗糙程度，選擇不同步距進行速度調節。
2、復合型EPSI重建算法，解決了傳統相移法PSI掃描范圍小、垂直法VSI精度低的雙重缺點。在自動拼接模塊下，只需要確定起點和終點，即可自動掃描，重建其超光滑的表面區域，不見一絲重疊縫隙。
白光干涉儀在半導體封裝中對彈坑的測量
同時，白光干涉儀還可以結合其他測量手段，如激光共聚焦顯微鏡等，以獲得更全面的形貌信息。
展開 白光干涉儀(光學3D表面輪廓儀)只能測同質材料嗎？
白光干涉儀以白光干涉為原理，廣泛應用于材料科學等領域，對各種產品、部件和材料表面的平面度、粗糙度、波紋度、面形輪廓、表面缺陷、孔隙間隙、臺階高度、彎曲變形情況、磨損情況、腐蝕情況、加工情況等表面形貌特征進行測量和分析，是一種常見的光學輪廓測量儀器。但是許多人對白光干涉儀的使用范圍和限制性存在疑問，本文將圍繞“白光干涉儀是否智能測量同質材料？”進行深入探討。
白光干涉儀由光源、分光器、干涉儀和探測器等部分組成。儀器基于干涉現象原理工作：當兩束或多束光線相互疊加時，會發生干涉現象。白光干涉儀利用這種干涉現象來測量光的相位差，從而獲得材料的相關參數。
光源發出的白光通過分光器被分成兩束光線，分別經過不同的光路。然后，這兩束光線再次相遇并疊加在一起，形成干涉圖樣。通過干涉圖樣的變化，我們可以得到材料的相關信息。
白光干涉儀只能測同質材料嗎？答案是否定的。在實際應用中，白光干涉儀的測量對象可以是各種類型的材料，例如金屬、陶瓷、塑料等。無論是同質材料還是非同質材料的測量，白光干涉儀的干涉圖樣分析和計算方法都可以提供準確而詳細的測量結果：
1、同質材料具有相似的光學特性，因此可以采用簡化的分析方法。利用干涉儀圖樣的分析，可以直接獲得相關參數（如膜層厚度、表面粗糙度、膜層折射率等），從而得到準確的測量結果。
2、對于非同質材料，由于其光學特性的差異性，分析方法相對更為復雜，通常需要借助計算機模擬和計算等手段來精確測量參數。
無論是研究材料性質、表面形貌，還是進行質量控制和判別等方面，白光干涉儀都具有廣泛的應用前景。
SuperViewW1白光干涉儀能夠以優于納米級的分辨率，測試各類表面并自動聚焦測量工件獲取2D，3D表面粗糙度、輪廓等一百余項參數。
展開 [FRED] 天文光干涉儀
簡介
天文光干涉儀能夠實現恒星和星系的高角分辨率的測量。首次搭建的天文光干涉儀分別由菲索（1868）和邁克爾遜（1890）提出。邁克爾遜恒星干涉儀于1920年成功地測出參宿四的直徑。現如今，恒星干涉儀可用于前沿研究，如外行星識別和恒星的超高分辨率（4豪弧秒）成像。在本文中，一種經典的邁克遜恒星干涉儀將會在FRED里面進行設計和分析。
恒星干涉儀設計
系統的幾何結構如圖1所示。干涉儀由四個反射鏡、一對小孔、一個正透鏡和一個探測儀組成。
圖1.邁克爾遜恒星干涉儀的幾何結構。反射鏡M1和M2由可變的距離d分開。另一組反射鏡使光線轉向通過不透明掩膜上的一對小孔上。一個平凸透鏡放置在掩膜的后面，相應的具有吸收的探測器平面放置在透鏡的焦平面處。
考慮恒星的測量。恒星由一個多色光光源模擬，它在一個小的角度范圍內照射干涉儀，這對應于它的角直徑。正常入射在兩個路徑P1和P2之間沒有光程差。然而，進入到干涉儀中光線的光程差會隨著角度的增大而增大。探測器上生成的干涉圖樣的一些例子如圖2所示。
圖2.左：角度范圍為1弧秒的恒星在探測器上的白光干涉圖樣，白光的中心波長為0.55um，半帶寬為0.1um。干涉儀的小孔半徑為1mm，反射鏡距離為50mm。右：增加反射鏡間距到100mm的干涉圖樣，此干涉圖的能見度降低了。
全局變量的腳本
條紋可見度是光源角度范圍、光譜含量、小孔半徑和兩個外反射鏡（M1和M2）之間的距離d的函數。在實際中，改變反射鏡間距可以獲得預期的未知值：光源的角度范圍。為了觀察干涉圖樣上這些變量每個的影響，使用FRED內置的BASIC腳本環境，可以寫入帶有全局變量的嵌入式腳本。這些變量如圖3所示。全局變量允許用戶對腳本化FRED模型進行調整，而不需要直接編輯腳本本身。
展開 
[VirtualLab] 白光邁克爾遜干涉儀
摘要
白光干涉儀是一種非接觸測量技術，用于如表面輪廓或微小位移的高精度測量。利用一個邁克爾遜干涉儀系統和一個氙燈光源在VirtualLab Fusion中仿真了一個白光干涉儀。建模中考慮光源中有限相干長度等光譜特性，結果表明只有當兩臂的路徑長度基本相同時才會出現干涉圖樣。
2. 建模任務
3. 干涉條紋的變化
4. 走進VirtualLab Fusion
5. VirtualLab Fusion 中的工作流程
? 輸入場設置
? 基本光源模型 [視頻教程]
? 定義元件的位置和方向
? 光路圖II：位置和方向 [視頻教程]
? 正確設置非序列追跡通道
? 非序列追跡的通道設置 [使用案例]
? 使用“參數運行”檢查影響/變化
? “參數運行文件”的使用 [使用案例]
6. VirtualLab Fusion 技術
7. 文件信息
更多閱讀
- Laser-Based Michelson Interferometer and Interference Fringe Exploration
- Mach-Zehnder Interferometer
- Fizeau Interferometer for Optical Testing
展開 馬赫-澤德干涉儀
摘要
干涉法是光學測量的重要手段。廣泛用于測量例如，表面輪廓，缺損，高精度機械和熱畸變。作為經典案例，我們在VirtualLab中搭建一個相干激光光源的馬赫-澤德干涉儀，并且演示傾斜和平移光學元件會如何影響干涉圖樣。
模擬任務
結果
結果
文檔信息
[VirtualLab] 馬赫-曾德爾干涉儀
摘要
干涉測量是一種光學計量的重要技術。 它被廣泛應用于表面輪廓，缺陷，機械和高精度熱變形等領域的測量。 作為一個典型的例程，在非序列場追跡的幫助下，我們在VirtualLab Fusion中建立了具有相干激光源的馬赫-曾德爾干涉儀，本案例清楚地展示了光學元件的傾斜和移位對干涉條紋圖案的影響。
建模任務
元件傾斜引起的干涉條紋
元件移位引起的干涉條紋
文件信息
更多閱覽
- Laser-Based Michelson Interferometer and Interference Fringe Exploration
- Fizeau Interferometer for Optical Testing
展開 白光邁克爾遜干涉儀
摘要
白光干涉測量法是一種非接觸式技術，用于精確測量，例如表面輪廓和微小位移。使用邁克爾遜干涉儀設置和氙燈光源，在VirtualLab Fusion中演示了白光干涉測量。考慮到光源的光譜特性，即有限的相干長度，結果顯示僅當兩個臂的路徑長度幾乎相同時才出現干涉圖案。
1. 建模任務
2. 干涉條紋的變化
3. VirtualLab Fusion概覽
4. VirtualLab Fusion中的工作流程
? 設置輸入場
- Basic Source Models [教程視頻]
? 定義組件的位置和方向
- Basic Source Models [教程視頻]
? 正確設置通道以進行非順序跟蹤
- Basic Source Models [使用案例]
? 使用參數運行檢查影響/變化
- Usage of the Parameter Run Document [用例]
5. VirtualLab Fusion 技術
6. 文件和技術信息
展開 