SYNOPSYS 光学设计软件课程四十二：复杂的干涉仪
hk7(2j7 B
"9U+h2#]
本课程介绍了设计干涉仪的步骤。 _Qm7x>NT4
干涉仪有两个通道，光束在分束器处叠加。 人们经常希望看到两个波前形状的差异，就像测试非球面镜时一样。 VNr
在该示例中，两个通道之间的条纹在其中一个反射镜的位置来回移动时给出光谱信息。 这种配置的仪器称为傅里叶变换干涉仪。 这里不关心波前的形状，而是关注其绝对相位。 B{OW}D$P#
我们将首先设置一个通道， 以下是第一步的输入： +B` 'P9Zk@
RLE ~ F?G5cN5
ID INTERFEROMETER EXAMPLE ]uStn
WAVL 4.6 4.25 3.9 qL%.5OCn(
OBB 0 1 30 0 0 0 30 vR%j#v| s
1 TH 100 ! DUMMY SURFACE FOR REFERENCE M!&_qj&N,
2 AT -45 0 100 ! SCAN MIRROR ) 8x:x7 ?
2 REFL 7,W]zKH
2 TH 0 {FV,j.D
3 AT -45 0 100 ! FOLD AXIS W2 F +^
3 TH -200 ! TO BEAMSPLITTER C;d|\[7Z
4 TH -3 GTB U ! THROUGH 3 MM THICK GERMANIUM }sTH. %
GE L)k b (TH
5 REFL ! REFLECT AT BEAMSPLITTER ]HJ{dcF
5 PTH -4 PIN 4 ! COMING BACK AGAIN cotxo?)Zv
4 AT 30 0 100 ! TILT OF BEAMSPLITTER HsjELbH
7 AT 30 0 100 ! TILT AXIS zJnL< Q
7 TH 70 ! TO REFERENCE MIRROR }J+ ce
8 REFL ! HERE b!4N)t>gl
8 PTH -7 ! BACK TO BEAMSPLITTER 097Fvt=#
9 AT -30 0 100 ! ENTER IT AGAIN 629~Uc6]
9 PTH 4 PIN 4 ! SAME SIZE AS BEFORE SZim>@R
10 TH -.1 ! SMALL AIRSPACE 1R'u v4e
11 PTH 4 PIN 4 ! COMPENSATOR DUPLICATES GEOMETRY 5YTb7M
12 ?o(ZTlT
13 AT 30 0 100 ! DUMMY TO FOLLOW BEAM pgz:F#>
13 TH -200 ! DISTANCE TO FOLD MIRROR 1 n V!2Dfd
14 AT -30 0 100 ! RIGHT HERE TRs[ ~K)n
14 GID 'L>&ZgLy
FOLD 1 ! IDENTIFY IT 86;+r'3p.
14 REFL ! REFLECT THERE u"`5
15 AT -30 0 100 ! DUMMY TO FOLLOW BEAM 3o+ KP[A
15 TH 250 ! DISTANCE TO PRIMARY MIRROR qy7hkq.uX
16 RD -180 CC -1 TH -90 ! PARABOLOID HERE 9]]!8_0=r
16 REFL ! REFLECT THERE hw&ke$Fg#
16 GID f
p v= P
PRIMARY M ! IDENTIFY IT @!z$Sp=
17 AT 45 0 100 ! SMALL FOLD MIRROR bDciZ7[b
17 REFL ! REFLECT HERE :Az8K )
17 GID w8AJ#9W
SECONDARY M ! IDENTIFY IT _-4n ~(
18 AT 45 0 100 ! DUMMY TO FOLLOW BEAM $l#v/(uFa
18 TH 90 ! DISTANCE TO TERTIARY & cM
u/ }
19 RD -180 TH -350 ! DISTANCE TO FINAL IMAGE XAjd
%Xv<
19 REFL ! REFLECT AT TERTIARY y;,=a jrF
APS 19 ! THE STOP IS HERE b\SXZN)Be
19 GID tj#=%m?8V;
TERTIARY M qiG]nCq
20 3[MdUj1y[
END 52>[d3I3
#5'c\\?Q
我们在EE编辑器中输入上面的内容并运行它，在PAD中给出这张图片： f|-
m ^/y
要获得此显示，我们单击PAD Top按钮，选择Custom rayset，HBAR 0.0和11 rays。 我们还选择Solo顶部显示选项并打开显示所有表面的数据开关38，包括仿制图。 fp.!VOy
我们已经有了基本的结构，但我们还不知道第三片反射镜的细节。 我们希望在表面20上有清晰的图像，并且当我们到达该步骤时，我们将插入额外的折叠镜以将三个波长分离到不同的检测器上。 首先，我们需要知道表面19上的半径和圆锥常数。我们在新编辑器中输入以下内容： ljN zYg~-
PANT @MNl*~'$.[
VY 19 ASPH W0VA'W
END +90 u!r^v
AANT 7[ZkM+z!
GSR 0 1 4 P [Xxw]C6\>(
END #^ 5a\XJb
SYNO 10 [NQmL=l
NY4!TOp
运行此文件后，系统看起来就像我们想要的那样： (3e;"' k
命令ASY现在向我们显示表面19的形状： qru2h #
SYNOPSYS AI>ASY pp/#Am
*D \0.K,o
SPECIAL SURFACE DATA X}3P1.n:
______________________________________________________________________________ s9uL<$, '
SURFACE NO. 16 -- CONIC SURFACE v*&Uk '4E
CONIC CONSTANT (CC) -1.000000 Xxm JP5
SEMI-MAJOR AXIS (b) INFINITE SEMI-MINOR AXIS (a) INFINITE @)9REA(U
5gO /-Zj
_______________ SURFACE NO. 19 -- CONIC SURFACE CONIC CONSTANT (CC) -0.349174 JzHqNUn*M
SEMI-MAJOR AXIS (b) -219.999999 SEMI-MINOR AXIS (a) 177.482393 PPUEkvH
W
5 ){tBK|
TILT AND DECENTER DATA U5|B9%:&
LEFT-HANDED COORDINATES dVvZu% DFp
_______________________________________________________________________________ x$~3$E
SURF TYPE X Y Z ALPHA BETA GAMMA l*$WX=h6n
_______________________________________________________________________________ bBA$}bv
2 REL 0.00000 0.00000 0.00000 -45.0000 0.0000 0.0000 V]r hr
3 REL 0.00000 0.00000 0.00000 -45.0000 0.0000 0.0000 \M+MDT&
4 REL 0.00000 0.00000 0.00000 30.0000 0.0000 0.0000 :lgHL3yl
7 REL 0.00000 0.00000 0.00000 30.0000 0.0000 0.0000 aL88E
9 REL 0.00000 0.00000 0.00000 -30.0000 0.0000 0.0000 %,33gZzf
13 REL 0.00000 0.00000 0.00000 30.0000 0.0000 0.0000 BTO A &Ag
14 REL 0.00000 0.00000 0.00000 -30.0000 0.0000 0.0000 )\8URc| J
15 REL 0.00000 0.00000 0.00000 -30.0000 0.0000 0.0000 _o\>V:IZ
17 REL 0.00000 0.00000 0.00000 45.0000 0.0000 0.0000 g+e: @@ug
18 REL 0.00000 0.00000 0.00000 45.0000 0.0000 0.0000 wHA/b.jH
KEY TO SURFACE TYPES )X7e$<SU*
____________________ $"/UK3|d
GLB GLOBAL COORDINATES LOC LOCAL COORDINATES -U J? L
REL RELATIVE COORDINATES REM REMOTE TILTS IN RELATIVE COORD. q5% 2WM]6
SYNOPSYS AI> Tj Mb>w9
/j11,O?72
好的，一个通道看起来不错; 现在让我们设置第二个通道。 我们可以从上面的设置开始，然后根据需要修改。 首先，我们使用ACON复制按钮  将此设置添加到ACON 2中，然后我们在分束器处修改几何体形状。 我们制作一个CHG文件：（L42M2） YdK _.t0Mu
CHG +-U@0&Y3M
13 SIN ! NEED TWO ADDITIONAL SURFACES GaHA%
13 SIN <F ew<r2
4 NAS ! REMOVE TILTS THERE NOW 6*sw,sU[y
7 NAS DUqJ y*F(
9 NAS w %;hl#s
13 NAS 7LG+$LEz
4 TH -3 GTB U b9 `i Z
GE ~
W@X-
4 AT 30 0 100 ! TILT OF BEAMSPLITTER Gv;;!sZ
5 TH -.1 TRANS vT%qILTrQf
6 PTH 4 PIN 4 )Ea8{m!
7 TH 0 y">fN0{<
8 AT -30 0 100 K|US~Hgv
8 TRANS ! NOT REFLECTIVE ANYMORE [$^A@bqk
8 TH -70 %Mh Q
9 REFL k'g $2
9 PTH -8 AIR ?<!
nm&~
10 AT 30 0 100 "@4ghot t
10 PTH -4 PIN 4 u %'y_C3
11 PTH -5 Z{} n8 b*
12 REFL r?\|f:M3
12 PTH 5 $Y6 3!*
13 PTH 4 PIN 4 14 TH 0 !5&%\NSv
15 AT 30 0 100 EA6t36|TX
15 TH -200 END <>]1Y$^Y
_AprkI_
在此文件中，我们首先必须删除分配给通道1中分束器的大多数约束，因为现在反射和倾斜发生在不同的表面上，然后我们用另一个通道的数据替换它们。 新系统看起来像这样： jM]d'E?ZLA
好的，我们已经定义了两个通道，并且它们都是通用的，在ACONS 1和2中。现在我们可以制作同时显示两者的透视图。 我们创建了一个MACro： #K|0lau l
ACON 1 #\L Z;&T'N
HPLOT 1 {8 N=WZ
PER 0 0 0 1 123 :\ mRtVH
PUP 2 1 11 DKTD Z*
PLOT N};t<Xev
RED zi
}(^~Fe
TRA P 0 0 11 D;jK/2
END sX iv,
p 'g^Wh
ACON 2 7l R<@$q
APLOT 1 mpA HL(
PER 0 0 0 1 123 {\EOo-&A
PUP 2 1 11 8bt53ta
PLOT }"n7~|
BLUE v77f Q0w3
TRA P 0 0 11 'PpZ/ry$
END k1#5nYN.
Ny ^'IUu
这给了我们下面的图像： rGQ5l1</
让我们进一步改进它。 我们打开Edge Wizard（MEW）并选择Create All。 为两个ACON执行此操作。 现在运行上面的MACro，打开开关20，为HBAR = 1和-1添加TRA请求，并将PER请求更改为RSOLID。 图片如下。 我们有一个非常好的开始。（L42L1） Yy hny[fa9
这是一个关于如何设置这样的系统的简短课程。 SYNOPSYS可以很好地显示系统和图像质量 ，但它不会模拟两个通道之间的干涉。 该程序可以模拟波前和参考光束之间的差异（参见HELP IFR），但傅立叶变换干涉仪中的信息来自波前的绝对相位，不是由SYNOPSYS计算的。 当然，这是无关紧要的，因为理论已经非常成熟，我们所关心的只是这些系统中的图像质量。 =T4u ":#N;
下一步是在最终图像之前在空间中添加额外的折叠镜和检测器光学系统。 \Tyf *:_F>
你可能会注意到当光束通过分束器时，光束中有一个小的偏心 - 我们忽略了它。 但这也不难建模，如果你真的想要那么精确，只需调整主镜上的偏心来补偿。
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