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ZEMAX软件技术应用专题:Fizeau干涉仪模拟实例

2022-11-14 09:27
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本节介绍一个Fizeau干涉仪的模拟实例。

干涉仪有多种类型,这里介绍的Fizeau干涉仪是一种干涉仪,广泛用于测量光学元件和透射波面的表面精度。 这里我们介绍一个使用Fizeau干涉仪来测量透镜的透射波面变形的例子。

以下是被测试的系统。 使用一个有效直径为50毫米、焦距为578毫米的平凸透镜。

为了表示不对称的像差,用Zernike条纹相位面来增加像散和慧差像差。 还使用了-0.7的圆锥系数。 平凸透镜会导致大的球差。

下图是镜头数据编辑器。 背面的焦点是571.982毫米。

以下是光路图。

可以使用分析->波前图对波前进行分析。

下图展示的是波前图的分析结果。波前PV值 0.3821λ、RMS 0.0881λ。

接下来,对Fizeau干涉仪进行建模。 要建立一个含有 "平面光源 "的Fizeau干涉仪模型(即发射准直光),选择 "无焦像空间 "复选框并进入无焦模式,如下图所示。

在对 "球面原型 "进行建模时(在这里发出会聚光),请将镜头置于正常焦距模式。

镜头数据编辑器如下图所示。


在测试透镜后面放一个凸面镜反射光线,这样光线就会重新进入测试透镜。 应注意以下两点:

1. 从测试镜头到凸面镜的距离应该是测试镜头的后焦点(571.982毫米)减去凸面镜的曲率半径(本例中为300毫米)。

2.尽可能多地拾取数据,以确保在待测数据发生变化时,回程的数据相应变化。 各种系数也被拾取。

模型完成后的光路图如下所示。

检查波前像差图。

可以看出,波前像差为0.7642λpv和0.1762λRMS,是单透镜的两倍。 也可以看出,不对称像差没有问题(因为往返的光通量通过被测镜头上的同一个地方)。

因此,Fizeau干涉仪输出值的1/2是被测透镜本身的波前像差。

此外还可以使用下图的干涉图分析功能进行波前分析:

放大率被设置为1。 帮助文件指出,对于双通道光学系统,放大率应设置为2,但这是在双通道光学系统被建模为简化的单通道时。 如果像本例中那样对整个双通道进行建模,则应将放大率设为1。



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