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基礎(chǔ)Mirau干涉儀的仿真
時間:2022-07-28 16:19來源:訊技光電作者: 技術(shù)部點擊:次打印
摘要
 
如何在 VirtualLab Fusion 中設(shè)置 Mirau 干涉儀? 本用例通過非順序通道配置和基本功能仿真演示了建模過程,并評估了來自不同測試表面位置的典型離焦條紋。

 
任務(wù)描述:Mirau 干涉儀示意圖
 

 
系統(tǒng)構(gòu)建模塊和光路
 
 
普通 Mirau 干涉儀的基本組成部分是顯微鏡物鏡、參考面(反射鏡)、半透明光學(xué)元件(分束器)和實際測試對象。
從光源到探測器有兩條主要路徑:
1. 一束光束通過分束器,然后被測試表面反射并一路返回探測器。
2. 另一束光束被分束器反射,聚焦在參考表面上,在此被鏡像,再次被分束器反射,然后通過顯微鏡物鏡返回到探測器。
通過使用手動通道配置模式,無需依次設(shè)置這兩個光路(這也可以在一個光學(xué)設(shè)置中實現(xiàn))。
 
理想化和通道控制
仿真的好處是可以專注于系統(tǒng)相關(guān)的部分并可以減少其他任意影響。
 
1. 顯微鏡物鏡是用理想透鏡仿真的。
2. 對于半透明板(分束器),是一個平面平行板由熔融石英在其第一表面上使用 15.5 nm 銀涂層制作的。
為了忽略第二個表面上的背反射,我們使用 VirtualLab的手動通道配置來關(guān)閉這些光部分。 這樣就不需要對減反射 (AR) 涂層進(jìn)行單獨建模。
3. 實際上,小參考面附在透明板上。 在這里,我們只需為“飄浮的”理想平面鏡建模。
4. 對于全部場追跡仿真,使用了Modeling Level 1,因此忽略了理想平面波截斷的衍射效應(yīng)。

 
半透明板(分束器)設(shè)置

 
通常,具有不同反射率值的部分透明板用于分束,因為能量分裂越平衡,干涉條紋的對比度就越好。
 
系統(tǒng)構(gòu)建模塊 – 光路 #1

 
光穿過半透明板
• 測試表面位于物鏡的焦點區(qū)域。
• 通道+/+ 和-/- 對半透明板的兩個表面都是開放的,以允許來自光源的光和從測試表面反射的光通過。

 
系統(tǒng)構(gòu)建模塊 – 光路 #2

 
半透明板反射的光
• 對于分束器的反射光路,
+/- 通道必須被激活。

 
系統(tǒng)構(gòu)建模塊 - 測試和參考表面

 
• 在這個仿真中,參考和測試表面是
以理想鏡子為模型。
(這就是為什么半透明板的最佳分光比是 50:50,這在 15.5 nm 銀涂層的情況下大約可以實現(xiàn)。)
 
• 將真實樣品放置在測試表面上,通過沿軸向掃描 Mirau 干涉儀,可以使用不同的干涉圖案來計算高度。
 
• 參考表面的尺寸應(yīng)該足夠小以避免中心遮擋,但要大于焦點的尺寸。
 
仿真結(jié)果 - 干涉條紋

 
• Mirau 干涉儀三個不同位置的邊緣如下圖所示。
• 干涉條紋受測試表面離焦多遠(yuǎn)的影響。較大的散焦值會在測試路徑中引入更強的球面相位變化,從而導(dǎo)致更密集的干涉條紋。

 
文件信息

 
更多閱覽
- Young’s Interference Experiment
- Mach-Zehnder Interferometer
- Fizeau Interferometer for Optical Testing
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