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2026-05-25 15:10 |
基础Mirau干涉仪的仿真
摘要 1kEXTs=, S-NKT(H)c 如何在 VirtualLab Fusion 中设置 Mirau 干涉仪? 本用例通过非顺序通道配置和基本功能仿真演示了建模过程,并评估了来自不同测试表面位置的典型离焦条纹。 zW+X5yK HZX(kYV
E3@G^Y _Ryt|# y 任务描述:Mirau 干涉仪示意图 i 3?=up! <l opk('7
W2?6f: >hHjDYjbf 系统构建模块和光路 gdPv,p19L fkbHfBp[(A
;x^WPYEj !<BJg3 普通 Mirau 干涉仪的基本组成部分是显微镜物镜、参考面(反射镜)、半透明光学元件(分束器)和实际测试对象。 ^K.
d|z 从光源到探测器有两条主要路径: c>!zJAB 1. 一束光束通过分束器,然后被测试表面反射并一路返回探测器。 [#hpWNez(> 2. 另一束光束被分束器反射,聚焦在参考表面上,在此被镜像,再次被分束器反射,然后通过显微镜物镜返回到探测器。 Wn6~x2 LaV 通过使用手动通道配置模式,无需依次设置这两个光路(这也可以在一个光学设置中实现)。 ce7$r*@! 3M\~#> 理想化和通道控制 j}t"M|`
'Z5l'Ac 仿真的好处是可以专注于系统相关的部分并可以减少其他任意影响。 $a.fQ<,\X ,j E'd'$ 1. 显微镜物镜是用理想透镜仿真的。 K9O%SfshF 2. 对于半透明板(分束器),是一个平面平行板由熔融石英在其第一表面上使用 15.5 nm 银涂层制作的。 g?&_5)& 为了忽略第二个表面上的背反射,我们使用 VirtualLab的手动通道配置来关闭这些光部分。 这样就不需要对减反射 (AR) 涂层进行单独建模。 -!V+>.Oh 3. 实际上,小参考面附在透明板上。 在这里,我们只需为“飘浮的”理想平面镜建模。 cLhHGwX=x 4. 对于全部场追迹仿真,使用了Modeling Level 1,因此忽略了理想平面波截断的衍射效应。 #[ZToE4 +}1h
Lu?MRF
f Kcf1$`F24 半透明板(分束器)设置 mUSrC U_} uy'm2
{x_SnZz & T-,T)R`R 通常,具有不同反射率值的部分透明板用于分束,因为能量分裂越平衡,干涉条纹的对比度就越好。 6bPoC$<Z i82sMN1jl7 系统构建模块 – 光路 #1 f4[fXP;A K
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,'!x9 ` m-T@Og 光穿过半透明板 B\^myg4 • 测试表面位于物镜的焦点区域。 I
"Qf};n • 通道+/+ 和-/- 对半透明板的两个表面都是开放的,以允许来自光源的光和从测试表面反射的光通过。 LL% Aw)Q` _C"=Hy{
\EI<1B :DWvH,{+& 系统构建模块 – 光路 #2 Hreu3N *ay&&S*
0SS,fs<w3 z3-A2#c 半透明板反射的光 }Br=eaY • 对于分束器的反射光路, vtx3a^ +/- 通道必须被激活。 G42J JJC YM
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系统构建模块 - 测试和参考表面 oyw*Z_ 9~ n <,:;0{
TwfQq` LK>AC9ak< • 在这个仿真中,参考和测试表面是 x)}.@\&% 以理想镜子为模型。 ce56$L8[ (这就是为什么半透明板的最佳分光比是 50:50,这在 15.5 nm 银涂层的情况下大约可以实现。) {^8->V K x4_`;> • 将真实样品放置在测试表面上,通过沿轴向扫描 Mirau 干涉仪,可以使用不同的干涉图案来计算高度。 kz!CxI ( v79k{<Ln • 参考表面的尺寸应该足够小以避免中心遮挡,但要大于焦点的尺寸。 ]9A@iA W _b!FQ] 仿真结果 - 干涉条纹 Z-U-n/6I ]`+J!G,
t/$:g9V%FA ^WF/gup\hS • Mirau 干涉仪三个不同位置的边缘如下图所示。 rd_!'pG • 干涉条纹受测试表面离焦多远的影响。较大的散焦值会在测试路径中引入更强的球面相位变化,从而导致更密集的干涉条纹。 [[XbKg`"? wjzR 8g0bQ
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