VirtualLab Fusion | 白光迈克尔逊干涉仪

白光干涉仪是一种非接触式高精度测量技术，广泛应用于表面轮廓检测与微小位移测量等领域。相较于单色光干涉，白光干涉对光程差极为敏感，只有当两臂路径长度基本相等时才会出现清晰的干涉条纹。

本文基于VirtualLab Fusion光之数字模型平台，以迈克尔逊干涉仪系统搭配氙灯光源为例，系统展示白光干涉仪的全链路仿真流程。

建模任务

本案例的核心任务是构建一个完整的白光迈克尔逊干涉仪仿真模型。光源采用氙灯光源，其在建模中需充分考虑有限相干长度等光谱特性。

通过设置分束器、参考镜与测量镜等关键元件，搭建标准迈克尔逊干涉仪光路。仿真需精确体现白光低相干性的物理本质——即只有当两臂光程差小于相干长度时，干涉条纹才会出现。

干涉条纹分析

通过扫描测量镜的位置，可系统观察干涉条纹随光程差的变化规律。仿真结果显示，当两臂光程差为零或极小时，条纹对比度最高，随着光程差增大，条纹逐渐模糊直至消失。这一现象直接反映了白光光源的有限相干长度特性，也为高精度位移测量提供了理论依据——通过定位零光程差位置，可实现纳米级精度的表面形貌检测。

VirtualLab Fusion 工作流程

在VirtualLab Fusion光之数字模型平台中，完成该仿真需遵循清晰的工作流程。

• 设置基本光源模型，定义氙灯的光谱分布与相干特性；
• 定义各元件的位置与方向，搭建完整光路；
• 正确配置非序列追迹通道，确保多光束干涉的精确计算；
• 利用参数运行功能，系统扫描测量镜位移，分析条纹对比度的变化规律。

VirtualLab Fusion光之数字模型平台以场追迹技术为核心，能够精确处理宽光谱光源的相干特性与多光束干涉问题，为白光干涉仪的仿真分析与性能评估提供了完整的数值工具链。