VirtualLab运用：光学测量系统的分析与公差

VirtualLab Fusion 软件可以对光学测量系统进行仿真，如干涉仪、光谱仪以及表面测量器件。

 

很多光学测量原理都是基于光的波动特性。典型的器件有：

 

干涉仪

光谱仪&单色仪

表面计量系统

 

VirtualLab Fusion 软件可以对这些测量系统进行仿真及公差分析。许多设置都是以衍射效应、干涉效应以及时间和空间相干性为特点。VirtualLab的场追迹引擎进行快速精确的测量系统建模的同时考虑了这些物理光学效应。

 

VirtualLab Fusion软件的特性：

 

基于物理光学的计量系统仿真

包含部分相干和衍射效应

尤其对倾斜和偏移的公差分析

真彩色获取

便于使用的位置概念

干涉条纹的计算

测绘扫描系统的仿真

全谱段高分辨率分析

 

用于表面拓扑测量的白光迈克尔逊干涉仪的仿真。整个系统中部分相干的白光可以利用VirtualLab Fusion仿真。

 

试用软件和应用示例：

 

如果对更多信息感兴趣，请通过 support@lighttrans.com 或通过VirtualLab Fusion试用版结合我们提供的应用示例开展你的实验工作：

MSY.0001: 使用相干光的马赫泽德干涉仪仿真。(download)

MSY.0002: 白光迈克尔逊干涉仪的仿真。(download)

MSY.0003: Czerny-Turner单色仪和光谱仪。(download)

立即下载VirtualLab Fusion试用版

 

测量系统(MSY.0001 v1.1)

 

相干光马赫泽德干涉仪的仿真

 

 

应用示例简述

 

1.系统说明

 

光源

—氦氖激光器(波长632.8nm；相干长度>1m)

组件

—分束器和合束器，消色差准直透镜系统，位相延迟器，待测球面透镜

探测器

—干涉条纹

建模/设计

—光线追迹：初始系统概览

—几何场追迹加(GFT+)：

由于白光的部分相干性致使条纹对比度降低。

在高度扫描的同时光强发生改变。 

 

2.系统说明

 

 

3.建模/设计结果

 

 

4.总结

 

马赫泽德干涉仪的干涉图样的计算

 

1.仿真

 

以光线追迹对干涉仪的仿真。

 

2.计算

 

采用几何场追迹加引擎以计算干涉图样。

 

3.研究

 

不同对齐误差在干涉图上的影响，如倾斜和偏移

 

利用VirtualLab软件可对马赫泽德干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。

 

测量系统(MSY.0002 v1.1)

 

白光迈克尔逊干涉仪的仿真

 

 

应用示例简述

 

1.系统说明

光源

—氙气灯(部分相干白光)

组件

—分束器和合束器，消色差准直透镜系统，平面反射镜，待测绘样品

探测器

—表现出不同的干涉效应的强度分布

建模/设计

—光线追迹：初始系统概览

—几何场追迹加(GFT+)：

由于白光的部分相干性，条纹的对比度降低了

当进行高度扫描时，光强发生了变化

 

2.系统说明

 

3.建模/设计结果

 

4.总结

 

研究了迈克尔逊干涉仪装置白光干涉图案并应用于高度轮廓扫描

 

1.仿真

用光线追迹对干涉仪的仿真。

2.计算

采用几何场追迹+引擎以计算干涉图样。

3.研究

测绘扫描仪的仿真和样本高度轮廓的测量

 

利用VirtualLab软件可对迈克尔逊干涉仪生成的干涉图案进行研究分析。

测量系统(MSY.0003 v1.1)

Czerny-Turner单色仪&光谱仪的仿真

 

 

应用示例简述

 

1.系统说明

 

光源

—参考平面波(单色)

—钠灯(具有钠的双重特性)

组件

—光阑(狭缝)，抛物面反射镜，闪耀光栅

探测器

—功率

—视觉评估

建模/设计

—光线追迹：初始系统概览

—几何场追迹+(GFT+)：

窄带单色仪系统的仿真

为解决特定光谱曲线进行全光谱的高分辨率分析

 

2.系统说明

 

 

3.系统参数

 

 

4.建模/设计结果

 

 

总结

 

Czerny-Turner单色仪的实现与分析及其在光谱研究中的应用。

 

1.仿真

以光线追迹对单色仪核校。

2.研究

应用经典场追迹和几何场追迹+引擎对系统的性能进行研究。系统分析中包括采用傅里叶模态法进行光栅效率的严格分析。

3.应用

应用现实的Czerny-Turner单色仪分辨了钠灯的双波长特性

 

可以通过使用VirtualLab对复杂的光谱系统,比如Czerny-Turner进行详尽的研究。