| 咩咩 |
2022-09-05 10:14 |
基于Zemax的干涉儀仿真——Fizeau球面干涉儀
最近在用Zemax仿真干涉儀，在這之前查資料都是關(guān)于一些平面干涉儀的仿真，很少有關(guān)于Fizeau型的，尤其是球面干涉儀的仿真，看到很多關(guān)于這方面的問題回復(fù)都說利用多重結(jié)構(gòu)仿照Zemax馬赫-澤德干涉儀去做，但是也沒有具體的過程，因此在這里分享一下我仿真的干涉儀步驟方法，具體是利用多重結(jié)構(gòu)完成的仿真。 i/>k_mG$d
Ah2@sp,z
分為三個部分對干涉儀進(jìn)行設(shè)計：準(zhǔn)直部分、參考部分、成像部分。 fU w:jE xz
<\229
1.準(zhǔn)直部分。與一般的準(zhǔn)直系統(tǒng)設(shè)計一樣，根據(jù)所需參數(shù)對準(zhǔn)直系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，可以采用無焦模式設(shè)計，也可以反向設(shè)計，我是利用第二種方法設(shè)計的，評價方法利用波前即可。這一步設(shè)計的主要目的是為了得到符合標(biāo)準(zhǔn)的平行光（平面波）。 rto?*^N?
=!TUf/O-
2.參考部分。由于是球面干涉儀（非球面干涉儀），這一部分的設(shè)計應(yīng)使參考面的光線可以原路返回，因此需要對標(biāo)準(zhǔn)鏡組進(jìn)行相應(yīng)設(shè)計。下圖是我設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)鏡結(jié)構(gòu)，標(biāo)準(zhǔn)鏡最后一個面（最右側(cè)面）為參考面，需要注意對于標(biāo)準(zhǔn)鏡的透射波前以及標(biāo)準(zhǔn)鏡本身都是具有要求的，例如要滿足測量精度優(yōu)于0.1λ，則透射波前優(yōu)于1λ，參考面面形優(yōu)于0.1λ即可，還有另外一些要求因?yàn)楸容^繁瑣，這里不再詳細(xì)描述，具體可以參考論文“大口徑高精度斐索干涉儀球面參考鏡設(shè)計_曲藝”進(jìn)行設(shè)計。在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)鏡的優(yōu)化時，可以使用RAID、RAED操作函數(shù)針對參考面進(jìn)行優(yōu)化。 ,%pCcM )
,TBOEu."4
3.成像部分。成像部分設(shè)計與一般的成像系統(tǒng)設(shè)計完全一樣，評價函數(shù)及優(yōu)化方法完全一致，只不過需要根據(jù)測量要求確定視場角等參數(shù)。 Nl\`xl6y]
XIcUoKg^
4.利用多重結(jié)構(gòu)將三個部分連通起來。只要三個部分的設(shè)計滿足要求，連通按照一般的多重結(jié)構(gòu)將干涉儀光路將三個部分連通起來即可，需要注意的是這里利用多重結(jié)構(gòu)的原因是干涉光路包括標(biāo)準(zhǔn)光路和測量光路，測量光路中存在待測件，因此，兩個光路有區(qū)別，如下圖所示。注意：連通過程也應(yīng)嚴(yán)格保證參考光返回為平行光。 Du_5iu Mh
0cm34\*
5.干涉圖生成。對于不同的元件，只需要在多重結(jié)構(gòu)的測量光路中更換待測元件即可，例如下圖是對一個與參考面同曲率半徑的球面進(jìn)行測量，按理應(yīng)該生成零條紋，但系統(tǒng)存在著不可避免的像差，因此條紋圖并非完全為理論上的零條紋。 ,_V V;P
lZk
z \
| |