干涉光譜分析的案例
VirtualLab：利用邁克爾遜干涉儀和傅里葉變換光譜進行相干測量
摘要
眾所周知，在干涉儀中，條紋對比度可能取決于光源的相干性。例如，在配有一定帶寬源的邁克爾遜干涉儀中，干涉條紋對比度隨著兩臂之間的光程差的增加而減小。通過測量可移動反射鏡在不同位置的干涉圖對比度，可以得出光源的相干長度。典型的傅立葉變換光譜學通常是基于這類光學裝置。
建模任務
非序列追跡
探測器附加組件
參數運行
總結-組件…
橫向干涉條紋–50?nm帶寬
橫向干涉條紋–100?nm帶寬
軸上點的輻射通量測量
VirtualLab Fusion 技術
文件信息
更多閱覽
-基于激光的邁克爾遜干涉儀與干涉條紋探測
-馬赫-曾德爾干涉儀
-用于光學測試的斐索干涉儀
展開 利用邁克爾遜干涉儀和傅里葉變換光譜法測量相干性
摘要 在干涉儀中，條紋的對比度可能取決于光源的相干特性。例如，在具有一定帶寬的光源的邁克爾遜干涉儀中，干涉條紋對比度隨光程差的不同而變化。通過測量可動鏡不同位置的干涉圖對比度，可以得到光源的相干長度。典型的傅里葉變換光譜通常基于這種類型的光路。
建模任務
橫向干涉條紋——50 nm帶寬
橫向干涉條紋——100 nm帶寬
逐點測量
VirtualLab概覽
VirtualLab Fusion的工作流程? 設置入射高斯場- 基本光源模型? 設置元件的位置和方向- LPD II：位置和方向? 設置元件的非序列通道- 用于非序列追跡的通道設置
VirtualLab技術
文件信息
展開 利用邁克爾遜干涉儀和傅里葉變換光譜進行相干測量
摘要
眾所周知，在干涉儀中，條紋對比度可能取決于光源的相干性。例如，在配有一定帶寬源的邁克爾遜干涉儀中，干涉條紋對比度隨著兩臂之間的光程差的增加而減小。通過測量可移動反射鏡在不同位置的干涉圖對比度，可以得出光源的相干長度。典型的傅立葉變換光譜學通常是基于這類光學裝置。
建模任務
非序列追跡
探測器附加組件
參數運行
總結-組件…
橫向干涉條紋–50?nm帶寬
橫向干涉條紋–100?nm帶寬
軸上點的輻射通量測量
VirtualLab Fusion 技術
文件信息
利用邁克爾遜干涉儀和傅里葉變換光譜進行相干測量
摘要
眾所周知，在干涉儀中，條紋對比度可能取決于光源的相干性。例如，在配有一定帶寬源的邁克爾遜干涉儀中，干涉條紋對比度隨著兩臂之間的光程差的增加而減小。通過測量可移動反射鏡在不同位置的干涉圖對比度，可以得出光源的相干長度。典型的傅立葉變換光譜學通常是基于這類光學裝置。
建模任務
非序列追跡
探測器附加組件
參數運行
總結-組件…
橫向干涉條紋–50?nm帶寬
橫向干涉條紋–100?nm帶寬
軸上點的輻射通量測量
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[VirtualLab] 利用邁克爾遜干涉儀和傅里葉變換光譜進行相干測量
摘要
眾所周知，在干涉儀中，條紋對比度可能取決于光源的相干性。例如，在配有一定帶寬源的邁克爾遜干涉儀中，干涉條紋對比度隨著兩臂之間的光程差的增加而減小。通過測量可移動反射鏡在不同位置的干涉圖對比度，可以得出光源的相干長度。典型的傅立葉變換光譜學通常是基于這類光學裝置。
建模任務
非序列追跡
探測器附加組件
參數運行
總結-組件…
橫向干涉條紋–50?nm帶寬
橫向干涉條紋–100?nm帶寬
軸上點的輻射通量測量
VirtualLab Fusion 技術
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更多閱覽
-基于激光的邁克爾遜干涉儀與干涉條紋探測
-馬赫-曾德爾干涉儀
-用于光學測試的斐索干涉儀
展開 VirtualLab運用：切爾尼-特納光譜儀—光譜分辨率的分析
光學測量＞光譜儀
任務/系統描述
亮點
復雜光學系統的高性能分析
使用嚴格算法對光柵進行嚴格矢量分析
說明：光源
說明：孔徑
說明：拋物面反射鏡
說明：光柵
說明：探測器
結果：3D光線追跡
結果：波長的變化
由于波長的變化，入瞳的像可經過探測器孔徑進行掃描
結果：單色儀的分辨率
光譜分辨率的定義：
光譜分辨率：A=1244
文件&技術信息
分析手持式光譜儀與直讀光譜儀有什么樣的區別?
光譜儀有許多種類，包括我們常用的手持式光譜儀與直讀光譜儀，便攜式光譜儀等，那么，你知道手持式光譜儀與直讀光譜儀有什么區別嗎?
直讀光譜儀:
? 直讀光譜儀是定量分析，測量結果準確，重復性好，長期穩定。
手持式光譜儀:
手持式光譜儀是定性和半定量分析。用于標識材料等級。該測試很方便，但是不能測量精度要求很高的材料。
一、檢測試樣的大小不同
直讀光譜儀對樣品量有嚴格的要求。樣品必須至少具有不小于激發腔的平坦表面，并且厚度不得小于1.5mm(通常建議不小于3mm)，并且手持式光譜儀的尺寸和厚度應與樣品。沒有如此高的要求，可以測試普通樣品。
二、檢測環境不同
??直讀光譜儀只能在實驗室使用，環境溫度和濕度的波動不應太大，嚴重影響檢測效果;手持式光譜儀可以檢測室內或室外工作。
三、測試樣品的損壞程度不同
??直讀光譜儀是一種破壞性測試。在激發過程中，將在材料表面形成直徑約8毫米的小凹坑。直讀光譜儀不適用于貴重和裝飾性金屬。手持式光譜儀是非破壞性測試。測試本身不會影響樣品。有任何不良影響。在靈活性方面，手持式光譜儀還具有很高的利用率。用于測試樣品的直讀光譜儀的尺寸必須適合該表。測試前必須銷毀過多和較長的樣本。
四、數據的準確性不同
??碳和氮的兩個元素只能通過直讀光譜儀檢測。建議使用直讀光譜儀來準確地確定非金屬元素，例如磷和硫，以及對準確性有較高要求的地方(要求數據波動低于0.05%);通常建議使用手持式光譜儀進行品牌識別或其他定性和半定性定量精度要求。
展開 光 · 學堂 | VirtualLab Fusion干涉檢測技術|干涉原理分析及光學系統建模 2026/6/23-24（上海場）
對計量系統的分析不可避免地需要考慮物理光學效應(相干、偏振、干涉、行射等)，以產生現實、充分的結果。VirtualLab Fusion為這種分析提供了必要的工具，利用快速物理光學理論來促進快速仿真。
干涉系統被廣泛地應用于光學測量和光學檢測等領域。對這類系統工作原理的討論必須要結合物理光學的知識，如光的電磁場表示、光的波動性、光場的疊加等。顯微系統也是組成光學測量的一個重要組成部分，課程內容中也涵蓋了高NA系統，微觀與宏觀相結合的完整系統仿真如晶圓檢測系統，摩爾紋系統等。該課程無需軟件基礎。
課程大綱
1
VirtualLab Fusion軟件介紹
光之數字模型平臺原理介紹
電磁場的表達形式
VirtualLab Fusion用戶界面的基礎操作
2
基礎知識簡介
干涉發生的條件
楊氏雙縫干涉實驗特性
激光邁克爾遜干涉--非序列追跡和參數掃描功能介紹
3
干涉測量系統建模
利用FP腔研究鈉原子D線光譜
光學相干層析掃描系統
Inces - Gaussian光束產生渦旋陣列激光光束的觀測
利用剪切干涉法的準直測量
基于菲索干涉儀的面型檢測
Mirau干涉儀
基于零位檢測的CGH設計
4
微觀與宏觀結合的完整系統仿真
結構光照明的顯微鏡系統
用于微結構晶圓檢測的光學系統
摩爾紋的仿真
展開 干涉分析應用難題多？OAS勞埃德干涉案例來助力
勞埃德干涉實驗案例分析
簡介
在光學領域，光的波動性是核心特性之一，而勞埃德干涉實驗作為驗證光的波動性的經典實驗，具有不可替代的地位。該實驗通過巧妙的裝置設計，使光產生明顯的干涉現象，直觀地展現了光的波動本質。OAS 軟件能夠幫助設計者更好地理解干涉儀的工作原理，優化結構參數，提高干涉儀的性能。
案例設置與操作
光源參數配置
在本次基于 OAS 軟件的勞埃德干涉實驗模擬中，為了精準復現實驗場景，對光源參數進行了精心設置。所采用的光源為一束腰半徑為 1mm 的光束，其波長設定為 0.8μm。這一參數設置既符合實驗對光源特性的基本要求，又能為后續的模擬結果分析提供清晰、可辨識的干涉現象基礎。
實驗裝置模擬
OAS 軟件憑借其強大的建模功能，能夠準確模擬勞埃德干涉實驗的裝置結構。在軟件中，按照實驗的經典裝置布局，構建了包括光源、反射鏡、探測器等關鍵組件的虛擬實驗系統，確保各組件的相對位置和光學特性與實際實驗保持一致，為后續的光束追跡和干涉現象模擬提供了可靠的模型基礎。
光束追跡
在完成實驗裝置和光源參數的設置后，利用 OAS 軟件的光束追跡功能對光束的傳播路徑進行模擬。軟件能夠精準計算光束在傳播過程中與各光學組件的相互作用，包括在反射鏡上的反射等過程，并且會計算光線到達在探測面上時的光程及相互間的光程差。按照光的傳播規律，準確追蹤每一條光線的軌跡，為干涉條紋的形成提供了精確的光線傳播數據支持。
勞埃德干涉的三維追跡圖
勞埃德干涉的探測器結果圖
總結
通過 OAS 軟件對勞埃德干涉實驗的模擬，不僅直觀地展示了干涉現象的基本原理，更為相關的光學研究和應用提供了有力的工具支持。
展開 晶圓幾何量測系統支持半導體制造工藝量測，保障晶圓制造工藝質量
它是以下測量技術的組合：
1、光譜共焦技術測量Wafer Thickness 、TTV 、LTV 、BOW 、WARP 、TIR 、SORI 等參數，同時生成Mapping圖；
2、三維輪廓測量技術：對Wafer表面進行光學掃描同時建立表面3D層析圖像，高效分析晶圓表面形貌、粗糙度、測量鐳射槽深寬等形貌參數；
3、白光干涉光譜分析儀，可通過數值七點相移算法計算，以亞納米分辨率測量晶圓表面的局部高度，并實現膜厚測量功能；
4、紅外傳感器發出的探測光在 Wafer不同表面反射并形成干涉，由此計算出兩表面間的距離（即厚度），適用于測量外延片、鍵合晶圓幾何參數。
5、CCD定位巡航功能，具備Mark定位，及圖案晶圓避障功能。
WD4000無圖晶圓幾何量測系統已廣泛應用于襯底制造、外延制造、晶圓制造、晶圓減薄設備、晶圓拋光設備、及封裝減薄工藝段的量測；覆蓋半導體前道、中道、后道整條工藝線。該系統不僅廣泛應用于半導體行業，在3C電子玻璃屏、光學加工、顯示面板、光伏、等超精密加工行業也大幅鋪開應用。
量測系統自動上下料，自動測量
編輯
測量報告分享
展開 ZEMAX | 如何設計光譜儀 - 公差分析
光譜學作為一種無創傷性技術，是研究組織、等離子體和材料的最強大的工具之一。之前我們發布了文章如何設計一個光譜儀 - 雜散光分析，該文概述了光譜儀系統的序列模式 - 非序列式轉換、封裝的簡單設計、機械封裝元件散射光情況的定量分析以及光譜儀探測器的雜散光污染情況。
而本文旨在介紹如何在 OpticStudio 中對由市售光學元件組建的透鏡-光柵-透鏡（LGL）光譜儀進行公差分析，包含如何補償裝配和加工制造產生的誤差。聯系我們下載文章的附件。
介紹
公差是一個復雜的課題，可以存在多種方法對一個光學系統進行公差分析。我們在此討論的方法將針對確定實驗室環境下組裝的光譜儀，以及與鏡片加工公差相關的參數。
光譜儀及其公差分析前準備工作
本文用于公差分析的光譜儀是一個透鏡-光柵-透鏡 (LGL) 光譜儀，在880 nm波長下帶寬為50 nm。它被設計用于光學相干層析成像 (OCT) 應用。光譜儀的結構如下:
光譜儀將使用光學實驗板將光學元件安裝在光學平臺上，因此我們需要著重研究以下與公差相關的問題：
光譜儀的元件組裝在光學實驗板上時，它的性能會受到怎樣的影響?
光學元件的加工公差將如何影響光譜儀的性能?
如何減少或補償這些性能的下降?
準備公差分析用的鏡頭文件
打開從附件下載的示例文件 “Spectrometer_tolerancing.zar”，快速瀏覽文件。在公差分析過程中，我們需要采取的第一步是取消所有可變參數和主光線的求解，并將半直徑轉換為圓形孔徑:
一旦這一步完成，我們可以進行公差分析的第一部分：裝配公差。
裝配公差
簡要地講，在公差分析過程中，OpticStudio 會改變系統中光學元件的參數并計算出參數對系統性能的影響程度。
展開 
光譜學 | RP 系列激光分析設計軟件
熒光光譜與波長相關的發射截面有關，這與可實現的激光增益相關。人們還可以檢測短激光脈沖激發后熒光強度的衰減，以確定上態壽命。通過結合光譜技術，人們可以對激光晶體或稀土摻雜光纖等激光增益介質的物理細節進行全面表征 。人們甚至可以研究微妙的效應，例如不同激光活性離子之間的相互作用，從而導致能量轉移現象。
另一個例子是拉曼光譜，其中用高光功率水平的窄帶光（通常從激光獲得）照射物質，并且檢測到由自發和/或自發和/或產生的波長稍長的微弱光發射。受激拉曼散射，一種非彈性散射。拉曼散射光的光譜（通過特殊的窄帶二向色濾光片（如梳狀濾光片）與泵浦光分離）包含分子振動的信息。有關更多詳細信息，請參閱有關拉曼光譜的文章。
高能激光雷達系統（例如在大氣研究中使用）允許遠距離遠程光譜測量。在這里，我們可以利用反向散射光的多普勒頻移來揭示縱向風速。人們已經開發了多種方法，可以遠程測量溫度、壓力、痕量氣體濃度和云粒子密度等許多特性。
光學相位的變化
在一些光譜方法中，人們利用光學相位的變化。通常，感興趣的相互作用發生在干涉儀的一個臂中。由此產生的相位變化可以被靈敏地檢測到，因為它們在干涉儀輸出處轉化為功率變化。吸收線引起的相位變化也與調頻光譜有關。
光譜學方法
透射光的光譜分解
人們可以使用寬帶光源（白光源），然后在光電檢測系統中應用光譜分解。通常，通過將光電探測器與某種單色儀相結合來獲得高光譜靈敏度。例如，高分辨率光譜儀允許測量許多不同的窄波長段，而無需精確控制光源。如果每個波長被分開處理并且存在許多窄波長段，則測量時間可能會很長，但是一些光譜儀可以同時記錄許多波長，例如當它們包含CCD陣列而不是單個光電二極管時。
獲得光譜分辨率的一種特殊方法是使用干涉儀，在測量過程中掃描臂長。對于窄帶光源，這將導致輸出功率的簡單正弦振蕩。
展開 光譜相位 | RP 系列激光分析設計軟件
這被定義為頻域中電場的相位，即函數的復相位
完整的脈沖表征不僅包括測量光譜，即平方模量 E(v)，還有光譜相位，其中包含額外的信息。例如，使用頻率分辨光門控 (FROG) 和用于直接電場重建的光譜相位干涉測量法 (SPIDER→光譜相位干涉測量法) 也可以做到這一點。
注意到波動光學中存在不同的符號約定；上述方程是物理學家約定俗成的。
光譜相位和群延遲
光學元件或裝置中光的群延遲可以定義為光譜相位延遲相對于角光學頻率的導數：
這可以通過考慮光脈沖來理解，其中峰值強度是在所有光譜分量處于同相位的時候發現的。在通過光學元件后，導致頻率相關的相位變化，該條件在脈沖峰值的最初時間不再滿足，而是在稍后的時間滿足，光譜元件再次獲得相同的相位。脈沖的時間位移是由群延遲決定的，前提是基礎的線性近似是有效的——也就是說，可能不適用于經歷更復雜的頻譜相位變化的寬帶脈沖。
思考
你能在不做計算的情況下，找出弱克爾非線性對 sech2 型脈沖的光譜相位的影響嗎?作為提示，在基本孤子脈沖中，除了剩余的恒定相移之外，群延遲色散和克爾非線性的影響可以相互抵消。
舉例說明
考慮與某些操作相關的光譜相位變化是有指導意義的：
01
時間相位的恒定變化直接轉化為光譜相位的相同變化(對于依賴時間的相位變化，這種關系就不那么明顯了)，并且沒有群延遲。
02
時間延遲T對應于光譜相位的變化，即 2πvT 與光頻率成正比。
03
色散直接影響光譜相位，也會引起群延遲。例如，三階色散的影響相當于在光譜相位上添加一項，該項隨頻率偏移的三次方而變化。
當脈沖的頻譜相位恒定或與頻率線性相關時，脈沖是無啁啾的，這意味著它處于變換極限。
展開 基于FDTD軟件模擬MMI結構光譜模擬分析
本期推文主要介紹使用Lumerical軟件中的FDTD模塊進行MMI結構的光譜及光場分析模擬。話不多說，開始啦：
首先是幾何建模部分
圖1
在這里我們以三維結構為例子構建光柵的一小部分區域，首先作出一個矩形波導作為結構的包層（襯底，如灰色圖示）設定波導的長度為4mm,如下圖所示。
類似地，作出光波導的新層和反射波導的結構，如下圖所示：
圖2
在這里補充說明的是幾何部分同時鏈接上了材料的屬性，分別為摻雜二氧化硅（纖芯）和純二氧化硅（包層）在這里不做過多贅述
在模擬過程中分別在光波導器件的起始端口和傳輸末尾端口放置一個監視器以監視結構的透射和反射光譜。
光源配置如下：
在光源配置中選擇系統自帶的基本模式進行入射，并且設定波長區間為1.1-1.3微米：
圖3
在監視器中我們選擇時間監視、光功率、電場監測并且分別命名為反射光譜和透射光譜。
結果展示：
透射光譜模擬
反射光譜模擬
電場傳輸
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320科技工作室
展開 光譜儀 | RP 系列激光分析設計軟件
一般來說，光譜儀是一種用于研究光、物質或物體的波長相關特性的儀器；它的用途相當廣泛：
· 光譜儀是一種可以在空間上分離光的光譜成分的儀器，單獨分析光譜成分——例如使用照相底片或外部光電探測器。所使用的分光測色儀通常是衍射光柵或棱鏡。
· 光譜儀通常還包含一些用于分析光強的光電探測器。包含大型探測器陣列的光譜儀可用于記錄光源的光譜，而且無需在光柵方向掃描。當配備強度校準時，此類設備更具體地稱為光譜輻射計。
· 其他光學光譜儀用于分析物質或物體的光譜特性，例如與波長相關的透射率或反射率。它們更具體地稱為分光光度計，并在化學等領域得到應用。使用包含一些窄線寬 可調諧激光器的激光光譜儀可以獲得特別高的光譜分辨率和高靈敏度。然而，這些通常只能覆蓋相當有限的光譜區域。
還有光學和光子學領域之外的多種光譜儀，例如用于測量顆粒速度或顆粒尺寸分布的設備。然而，本文完全聚焦于對光進行光譜分析的光譜儀。當對物質或物體的分析感興趣時，請參閱有關分光光度計的文章。
使用光譜儀進行的測量通常會提供波長或頻率函數作為光的光功率譜密度(PSD) 。并非所有光譜儀都提供經過校準的 PSD；通常，強度讀數未經校準，而且對于波長來說可能與校準因子（響應度）有很大相關性。
還有光譜相位干涉測量方法，不僅可以測量功率譜密度，還可以測量光譜相位。
有些光譜儀也具有成像功能，稱為成像光譜儀。請參閱有關高光譜成像和多光譜成像的文章。
如果僅需要測量激光束的光譜線寬，而不需要測量詳細的光譜形狀，則可以使用其他方法，例如進行自外差線寬測量。通過這種方法，人們可以測量非常小的線寬，其遠低于典型光譜儀的分辨率。
光譜儀的類型
基于衍射光柵或棱鏡的光譜儀
大多數光譜儀都基于某種多色儀，即可以在空間上分離光的不同波長成分的裝置。
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