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    [技术]基础Mirau干涉仪的仿真 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 05-25
    摘要 >a;LBQ0  
    j+PLtE   
    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。 pr[V*C/  
    |'``pq/}_  
    Nwo*tb:  
    AqAL)`#K  
    任务描述:Mirau 干涉仪示意图 u2S8D uJ  
    CofTTYl  
    1QPz|3f@\  
    ,A5}HRW%  
    系统构建模块和光路 dT{GB!jz  
    }9 ]7V<  
     }}Zg/(  
    '0=mV"#H{  
    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。 zE Ly1v\"  
    从光源到探测器有两条主要路径: qu\U^F  
    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。 q"5\bh1"  
    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。 EiDnUL(W7h  
    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)。 J|F!$m{  
    <MKX F V  
    理想化和通道控制 CTe!jMZ=  
    -Q/wW4dE=  
    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。 ma xpR>7`j  
    aCJ-T8?'  
    1. 显微镜物镜是用理想透镜仿真的。 $o. ;}  
    2. 对于半透明板(分束器),是一个平面平行板由熔融石英在其第一表面上使用 15.5 nm 银涂层制作的。 JAM]neKiX  
    为了忽略第二个表面上的背反射,我们使用 VirtualLab的手动通道配置来关闭这些光部分。 这样就不需要对减反射 (AR) 涂层进行单独建模。  9I:3  
    3. 实际上,小参考面附在透明板上。 在这里,我们只需为“飘浮的”理想平面镜建模。 } lXor~_i  
    4. 对于全部场追迹仿真,使用了Modeling Level 1,因此忽略了理想平面波截断的衍射效应。 O)ose?Z  
    W7c B  
    ^ZIs>.'  
    If]rg+|U  
    半透明板(分束器)设置 }(!rB#bf  
    c_>AbF{  
    0|]d^bo  
    {6O} E9  
    通常,具有不同反射率值的部分透明板用于分束,因为能量分裂越平衡,干涉条纹的对比度就越好。 8;"9A  
    xSm~V3b c  
    系统构建模块 – 光路 #1 ArjRoXDE  
    BnfuI  
    P#MUS_x  
    g<ov` bF  
    光穿过半透明板 !xBJJ/K+|  
    • 测试表面位于物镜的焦点区域。 *Z\AO'h=Z  
    • 通道+/+ 和-/- 对半透明板的两个表面都是开放的,以允许来自光源的光和从测试表面反射的光通过。 .2U3_1dX  
    3}8L!2_p  
    Mnk-"d  
    b@Dt]6_ UL  
    系统构建模块 – 光路 #2 >K&chg@Hv  
    fq4uiFi<  
    ;>/yY]F7  
    cv1PiIl  
    半透明板反射的光 sIbPMu`&U  
    • 对于分束器的反射光路, '? -N  
    +/- 通道必须被激活。 |3~]XN-  
    7SN61)[m  
    TyA1Qk\  
    H}lz_#Z  
    系统构建模块 - 测试和参考表面 2.=G  
    E!.&y4  
    =c$x xEDD  
    ;y{(#X#  
    • 在这个仿真中,参考和测试表面是 @4Zkkjc4b  
    以理想镜子为模型。 _mk@1ft  
    (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。) >y,. `ECn  
    /fLm )vN  
    • 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。 I;1)a4Xc4R  
    z,hBtq:-$  
    • 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。 0rQ r#0`  
    ^7*7^<  
    仿真结果 - 干涉条纹 ._t1eb`m{  
    DF>tQ  
    ,t;US.s([.  
    717G CL@  
    • Mirau 干涉仪三个不同位置的边缘如下图所示。 yTn<5T[H  
    • 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。 OSLZ7B^  
    1G67#L)USq  
    KK5_;<  
    >]%$lSCW\D  
    文件信息 eE=2~ ylU  
    49<t2^1q  
    hg:$H9\%  
     
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