摘要
由孔徑和邊緣引起的繞射效應可能會對光的傳播造成嚴重影響。VirtualLab Fusion 的平臺具有豐富的可交互操作建模技術目錄，使我們能夠以非常高效的方式包含這些效應，而且如果需要，只需點擊幾下即可忽略它們。在這個應用中，繞射效應在一個帶有矩形高度浮雕結構的反射樣品的邁克爾遜干涉儀系統中得到了展示。
建模任務
建模技術的單平臺交互通性
光在系統中傳播時會遇到不同的元件並與之相互作用。由於系統的非連續性，在傳播過程中的不同點可能會有多種相互作用。因此，需要為系統中的每個元素建立一個合適的模型，在精度和速度之間取得良好的平衡：
1. 消色差透鏡
2. 分束器
3. 自由空間傳播
4. 帶樣本的反射鏡
5. 參考鏡
6. 探測器
互動式建模技術：消色差透鏡
消色差透鏡
現有的建模技術與曲面的相互作用：
有兩種建模技術可用於計算與表面的相互作用。
由於薄元近似（TEA）假定構件較薄，局部平面介面近似在速度和精度之間提供了最佳的折衷方案。
消色差透鏡：鏡頭系統元件
透鏡系統元件（Lens System Component）允許使用者輕鬆定義由光滑表面和均勻各向同性介質的交替序列組成的元件。對於介面和材料，您可以從內置目錄中選擇現成的條目，也可以自訂條目，以獲得最大的靈活性。
互動式建模技術：分束器
分束器
現有的分束器建模技術：
為分光器選擇合適的建模技術在很大程度上取決於使用哪種分光器。在本使用案例中，我們採用理想化的分光器模型，因為原則上我們對研究分光器中出現的菲涅爾損失等不感興趣，因此採用函數方法就足夠了。
互動式建模技術：自由空間傳播
自由空間傳播
現有的自由空間傳播建模技術：
在本使用案例中，我們研究了繞射效應對結果的影響。為此，當繞射效應被忽略或不重要時，我們使用幾何傳播進行模擬，而當邊緣和孔徑引起的繞射效應被關注時，我們則使用傅立葉域技術。
互動式建模技術：帶樣品的反射鏡
帶樣品的反射鏡
現有的建模技術與曲面的相互作用：
由於矩形物體的浮刻很淺，薄元素近似法在精度和計算速度之間提供了最佳的折衷方案： LPIA也能提供精確的結果，但需要增加採樣以解決樣品的尖銳凹凸）。
帶矩形物體的樣品
帶有矩形物體的反射樣品由 Microstructure 組件建模。該組件位於Components> Single Surface &Stack下。有關該元件的更多資訊，請參閱：
繞射光學元件（DOE）和微結構元件
互動式建模技術：參考鏡
參考鏡
現有的分束器建模技術：
在這個案例中，我們研究一個矩形物體在干涉儀中的影響。在干涉儀的另一端（提供參考），我們使用一個理想化的反射鏡模型，因為我們不想研究例如在那裡出現的菲涅爾損失。因此，採用函數方法就足夠了。
互動式建模技術：探測器
探測器
對各種物理量（包括輻照度）的探測器建模具有充分的靈活性，輻照度可以以預定義的色彩模式或真實色彩視圖顯示，在真實色彩視圖中，波長相加（包括考慮人眼的靈敏度），從而實現逼真的色彩感知。
模擬結果
系統概述（Ray Results Profile: System 3D）
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無繞射效應的結果
為了首先研究樣品結構帶來的結果影響，我們設置了系統來執行模擬，忽略繞射效應，只允許點式傅立葉轉換。在這種情況下，矩形物體可以被理解為一個與分光鏡距離不同的平面。因此，它會在干涉圖案中產生局部偏移。
參考（平面鏡）
長方體樣品
包含繞射效應的結果
通過自動選擇用於自由空間傳播的傅立葉變換演算法，可以在模擬中考慮繞射效應。VirtualLab Fusion 的傅立葉域技術允許快速建模， 即使在模擬中包含繞射效應。繞射會在邊緣產生額外的條紋。
幾何傳播（僅為逐點傅立葉變換）
模擬時間 3秒
傅立葉域技術（自動選擇逐點和嚴格傅立葉轉換）
模擬時間 3秒
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