剪切干涉法的案例
[NEWSLETTER] 利用剪切干涉法的準直測量
剪切干涉法是一種測試光束準直質量的簡便方法，我們在VirtualLab Fusion中進行了演示。 干涉儀中的關鍵設備是剪切板，具有高質量的平面，通常具有較小的楔角。 借助VirtualLab Fusion中的通道概念，我們可以輕松地模擬光線與剪切板之間的多種相互作用。
用剪切干涉法進行準直檢驗
我們展示了如何建立剪切干涉儀，來檢驗激光光束準直。 我們觀察到由于改變準直透鏡系統而引起的干涉條紋的變化。
界面和光柵區域的通道配置
通過VirtualLab Fusion中靈活的通道配置，用戶可以輕松控制仿真中任何界面和/或區域的響應。
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因此，對準直度的測量也很重要，而剪切干涉法經常被用于此類任務中。 在此示例中，我們演示了如何構建剪切干涉儀并將其用于測量準直。 通過改變光束準直系統(例如該示例中兩個透鏡之間的距離)，我們觀察到了來自剪切干涉儀的干涉條紋。
建模任務
擴展和準直后的波前評估
剪切干涉條紋
剪切干涉條紋
VirtualLab Fusion一瞥
VirtualLab Fusion中的工作流程?設置輸入高斯場
?基礎光源模型[教程視頻]
?從ZemaxOpticStudio?導入鏡頭系統
?從Zemax導入光學系統[用例]
?設置組件的位置和方向
?LPD II：位置和方向[教程視頻]
?設置組件的非序列通道
?非序列追跡的通道設置[用例]
?通過參數運行檢查所選參數的影響
?參數運行文檔的使用[用例]
VirtualLab Fusion技術
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因此，對準直度的測量也很重要，而剪切干涉法經常被用于此類任務中。 在此示例中，我們演示了如何構建剪切干涉儀并將其用于測量準直。 通過改變光束準直系統(例如該示例中兩個透鏡之間的距離)，我們觀察到了來自剪切干涉儀的干涉條紋。
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- Laser-Based Michelson Interferometer and Interference Fringe Exploration
- Fizeau Interferometer for Optical Testing
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因此，對準直度的測量也很重要，而剪切干涉法經常被用于此類任務中。 在此示例中，我們演示了如何構建剪切干涉儀并將其用于測量準直。 通過改變光束準直系統(例如該示例中兩個透鏡之間的距離)，我們觀察到了來自剪切干涉儀的干涉條紋。
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OAS 軟件剪切干涉仿真來解決
剪切干涉的三維追跡圖
剪切干涉的探測器結果圖
總結
OAS 光學軟件通過精準的物理建模與高效的數值計算，成功復現了剪切干涉的完整物理過程，其仿真結果與理論分析高度吻合，驗證了軟件在干涉光學系統設計中的可靠性。該案例展示了數字化仿真技術在光學檢測領域的應用潛力，為相關技術研發提供了從概念設計到性能優化的全流程解決方案。
光學斷層掃描干涉法
摘要
掃描干涉法是實現表面高度測量的技術。通過利用白色光源的低相干性，只有當光程差在相干長度內，干涉圖案才會出現。因此，它使精確微觀測量成為可能。使用一個氙燈搭建了一個邁克耳孫干涉儀，用于測量具有平滑變化前表面的樣品。
建模任務
結果
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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
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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 [VirtualLab] 傅里葉變換設置——實例討論
實例#1：出瞳衍射法
4. 實例#1：出瞳衍射與對比
?
實例#2：用于激光導星的無焦系統
1. 實例#2：包含所有可能的衍射
查看完整的應用實例
2. 實例#2：忽略透鏡間的衍射效應
?
實例#3：剪切干涉法的準直測試
1. 例#3：刻意忽略衍射
查看完整的應用實例
2. 實例#3：包含衍射
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- Automatic Selection of Fourier Transform Techniques in Free-Space Propagation Operator
- Pinhole Modeling in a Low-Fresnel-Number System
- Analysis and Design of Afocal Systems for Laser Guide Stars
- Collimation Testing with Shearing Interferometry
展開 傅里葉變換設置——實例討論
實例#1：出瞳衍射法
4. 實例#1：出瞳衍射與對比
?
實例#2：用于激光導星的無焦系統
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展開 超表面計量學的光學屬性
這些方法可以分為兩類：
1）強度干涉法，從幾個光束的干涉圖案推斷相位輪廓；
2）相位恢復法，基于通過光束傳播和衍射的空間強度分布的演變來重建相位輪廓。
強度干涉測量方法：
強度干涉法是利用至少兩束光產生干涉，通過干涉圖樣直接推導出光束的相位信息。根據原理的不同，干涉測量方法可以分為兩類：
1）參考光束干涉測量法 ，其示意圖如圖3（a）所示。該方法將相干單色光束分成兩束，一束作為參考光，另一束探測超表面，兩束光再重新組合到光學傳感器上。通過測量兩束光的相位差，在減去無超表面時的相位差，并進行校準以消除參考相位項和其他像差的空間變化后，即可得到超表面的相位輪廓。
2）剪切波干涉測量法，其示意圖如圖3（b）所示。不使用參考光束，光通過超表面后被復制并在傳感器上干涉產生多光束自干涉圖案。該方法測量的相位是相對的，通過對干涉強度圖案進行數值積分來恢復入射光束的相位。
圖3 （a）參考光束干涉測量系統；（b）剪切波干涉法測量系統
相位恢復法：
由衍射理論可知，通過光在給定平面上的場分布、振幅和相位，就有可能確定遠場的場分布。相反，簡單地測量給定平面上的光強分布并不足以恢復原始波前，因為會丟失相位信息，測量光強分布只會產生模糊性，并不能直接進行波前重建。相位恢復法利用光傳播過程中初始光學信息產生不同但相關的強度圖案這一特性來恢復相位。
其中兩種相位恢復法已成功地用于表征超表面：
1）傳輸強度方程，通過分析透射光束在其傳播過程中的強度變形來獲得超表面的相位輪廓；
2）疊層成像法，通過對樣品進行局部和順序照明，從不同的遠場強度圖案中恢復相位信息。
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