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OAS光学分析软件 | 等倾干涉


等倾干涉作为一种重要的光干涉现象,在光学研究、精密测量以及光学元件制造等领域有着广泛应用。

以角度i1入射的光线经上下界面反射后,形成的两条光线在P点处叠加时,叠加场的强度主要由两条光线到达叠加场点的相位差决定,由图1(a)所示,扩展光源上的点光源S发出的以角度i1入射的光线经平行平板上下界面反射后,形成两条光线:反射光线1a和透射光线1b,两条光线的光程差为:

当平板厚度及折射率给定时,不同角度的入射光线对应不同的折射角i,也就对应有不同的干涉光强度。折射角度im满足

光线形成的是亮条纹。
由式(1)和上述分析可知,在扩展光源照明平板、使用透镜焦平面作为观察屏构成的等倾干涉装置中,干涉条纹的分布仅与入射光线的方向有关,同一干涉亮环对应的是同一入射倾角的光线在焦平面上的叠加,正因如此这种干涉称为等倾干涉。本文章介绍了OAS中,等倾干涉的模型搭建。


简介

本模型为模拟发射出的光束反射到平行平板上,光束在平行平板上下界面反射后透过分束镜,经透镜汇聚后在焦平面上形成同心的干涉圆环。


案例介绍

本文示例的目标是创建一个迈克尔逊干涉仪的等倾干涉的OAS计算模型,并分析干涉条纹。


建模过程

首先搭建矩形孔径,孔径比例0,x半孔径250mm,y半孔径500mm,位置旋转选择绕x自转45度,材料都选择air,膜层选择半透半反。
OAS中反射镜1在Y=1010,绕x自转-90度,膜层为全反射膜层。
OAS中反射镜2在Z=1000,膜层为全反射膜层。


分析平面

OAS中探测器面在Y=-1000,矩形孔径,x和y半孔径的数值均为250mm,绕x自转90度,膜层为全吸收膜层。


创建探测器

OAS中设置相干探测器分析,x和y最小值-250mm,最大值250mm,网格数x和y均为200,视图为XY,分析面选择探测器面


创建光源

添加GBD光源,空间分布勾选追迹和绘制,空间振幅分布选择圆形超高斯,高斯x和y向束腰半径均为166.7mm,超高斯阶数30,空间相位分布选择平面;位置旋转选择矩阵Z=-1100;光谱数据单色波长0.6328,高斯分解参数选择斐波那契,GB个数900,GB重叠系数2;场采样参数x和y半宽250,x和y采样点数100.
在光源前方,z=-1000的位置设置一个焦距为-10000mm的理想透镜模拟球面波.
设置俩条追迹序列。一条:光源——理想透镜——半透半反矩形平面——反射镜1——半透半反矩形平面——接收面
另一条:光源——理想透镜——半透半反矩形平面——反射镜2——半透半反矩形平面——接收面


3D视图


结果

由上式经过计算可以得到等倾干涉条纹的间距及级次,厚度h给定时,越靠近中心处,入射角i 越小,光程差越大,条纹级次m越高。靠近中心处的干涉条纹较疏,靠近中心处的干涉条纹外沿较密。


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