SYNOPSYS 光学设计软件课程四十二：复杂的干涉仪
iOg4(SPci
vcdVck@
本课程介绍了设计干涉仪的步骤。 E; CM"Y *
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。 6Yn>9llo}=
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。 v^ @)&,
我们将首先设置一个通道， 以下是第一步的输入： Oe;#q
RLE I;NW!"pU
ID INTERFEROMETER EXAMPLE U\Vg &"P
WAVL 4.6 4.25 3.9 A9b(P[!]T:
OBB 0 1 30 0 0 0 30 SM8N*WdiU
1 TH 100 ! DUMMY SURFACE FOR REFERENCE I` {*QU
2 AT -45 0 100 ! SCAN MIRROR {WV"]O8IV
2 REFL $ 6mShp9(
2 TH 0 Cd)g8 <
3 AT -45 0 100 ! FOLD AXIS j%s,%#al
3 TH -200 ! TO BEAMSPLITTER N_K9H1 r
4 TH -3 GTB U ! THROUGH 3 MM THICK GERMANIUM - $<oY8 8
GE pL1ABvBB
5 REFL ! REFLECT AT BEAMSPLITTER u !|_bI3
5 PTH -4 PIN 4 ! COMING BACK AGAIN kVQm|frUz
4 AT 30 0 100 ! TILT OF BEAMSPLITTER 1<'z)r4
7 AT 30 0 100 ! TILT AXIS GP c
B(
7 TH 70 ! TO REFERENCE MIRROR ybiTWM
8 REFL ! HERE pF8$83S
8 PTH -7 ! BACK TO BEAMSPLITTER 3XlQ 4
9 AT -30 0 100 ! ENTER IT AGAIN y!gPBkG&3n
9 PTH 4 PIN 4 ! SAME SIZE AS BEFORE S'34](9n6
10 TH -.1 ! SMALL AIRSPACE UDr 1t n
11 PTH 4 PIN 4 ! COMPENSATOR DUPLICATES GEOMETRY 8c.>6
Hy
12 "O>~osj
13 AT 30 0 100 ! DUMMY TO FOLLOW BEAM \JM6zR^Ef
13 TH -200 ! DISTANCE TO FOLD MIRROR 1 Ag9GYm
14 AT -30 0 100 ! RIGHT HERE 6d]4
%Q T
14 GID <@(\z
FOLD 1 ! IDENTIFY IT u SR%6=$
14 REFL ! REFLECT THERE T+Re1sPr?
15 AT -30 0 100 ! DUMMY TO FOLLOW BEAM gGvL6Fu
15 TH 250 ! DISTANCE TO PRIMARY MIRROR Ld*Ds!*'/
16 RD -180 CC -1 TH -90 ! PARABOLOID HERE A^,u l>!
16 REFL ! REFLECT THERE y_Lnk=Q ^
16 GID O~qRHYv
PRIMARY M ! IDENTIFY IT B0b|+5WhR
17 AT 45 0 100 ! SMALL FOLD MIRROR $ V 3If
17 REFL ! REFLECT HERE U>*@VOgB
17 GID \m|5Aqs
SECONDARY M ! IDENTIFY IT ?VotIruR
18 AT 45 0 100 ! DUMMY TO FOLLOW BEAM 1R @G7m
18 TH 90 ! DISTANCE TO TERTIARY .) tQ&2
19 RD -180 TH -350 ! DISTANCE TO FINAL IMAGE Ewz cB\m
19 REFL ! REFLECT AT TERTIARY gH(#<f@ZI
APS 19 ! THE STOP IS HERE k:?)0Uh%^
19 GID S Yi !%
TERTIARY M $Mg O)bH
20 k^d]E F
END q'S[TFMNE
r8 YM#d F
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： <UO[*_, \
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。 b&yuy
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： 6P@K]jy& n
PANT p,z>:3M
VY 19 ASPH U:~]> B $
END ]/h $6mrL
AANT nL^7t7mp
GSR 0 1 4 P }~LGq. H
END ~c v|,
SYNO 10 F/J s K&&
H5d@TB, `
运行此文件后，系统看起来就像我们想要的那样： j{FRD8]V
命令ASY现在向我们显示表面19的形状： S@pdCH, n
SYNOPSYS AI>ASY #@YKNS[
7p'pz8n`X
SPECIAL SURFACE DATA umuj >
______________________________________________________________________________ ~h<T0Zc
SURFACE NO. 16 -- CONIC SURFACE OD[=fR|cp
CONIC CONSTANT (CC) -1.000000 .I|b9$V
SEMI-MAJOR AXIS (b) INFINITE SEMI-MINOR AXIS (a) INFINITE V1Ft 3Msq
._p2"<
_______________ SURFACE NO. 19 -- CONIC SURFACE CONIC CONSTANT (CC) -0.349174 >P(.yQ8&kL
SEMI-MAJOR AXIS (b) -219.999999 SEMI-MINOR AXIS (a) 177.482393 s w >B
19R~&E's
TILT AND DECENTER DATA z{BgAI ,
LEFT-HANDED COORDINATES q}jh>`d
_______________________________________________________________________________ fif'ptK
SURF TYPE X Y Z ALPHA BETA GAMMA L}Sb0 o.
_______________________________________________________________________________ LsG O~EiJ
2 REL 0.00000 0.00000 0.00000 -45.0000 0.0000 0.0000 t^B s3;E^
3 REL 0.00000 0.00000 0.00000 -45.0000 0.0000 0.0000 ,e 7
~G
4 REL 0.00000 0.00000 0.00000 30.0000 0.0000 0.0000 EpACd8Fb
7 REL 0.00000 0.00000 0.00000 30.0000 0.0000 0.0000 =_E$* }
9 REL 0.00000 0.00000 0.00000 -30.0000 0.0000 0.0000 0 7qjW o/t
13 REL 0.00000 0.00000 0.00000 30.0000 0.0000 0.0000 n=DmdQ}
14 REL 0.00000 0.00000 0.00000 -30.0000 0.0000 0.0000 g}6M+QNj
15 REL 0.00000 0.00000 0.00000 -30.0000 0.0000 0.0000 OPUrz ?p2C
17 REL 0.00000 0.00000 0.00000 45.0000 0.0000 0.0000 6E ^m *la%
18 REL 0.00000 0.00000 0.00000 45.0000 0.0000 0.0000 Zd)LV c[
KEY TO SURFACE TYPES #Q_Scxf
____________________ Z8h;3 Ek
GLB GLOBAL COORDINATES LOC LOCAL COORDINATES =v|$dDz
REL RELATIVE COORDINATES REM REMOTE TILTS IN RELATIVE COORD. DI-&P3iGx
SYNOPSYS AI> ?^:5`
^Hf?["m^@
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） E rA* a3
CHG qMVuBv
13 SIN ! NEED TWO ADDITIONAL SURFACES 3&[ d.,/
13 SIN 0ZD)(ps|
4 NAS ! REMOVE TILTS THERE NOW 3^H-,b0^
7 NAS wmbG$T%k
9 NAS m bhh
13 NAS H_8PK$c;
4 TH -3 GTB U b~ ig$!N]
GE wE9z@\z]
4 AT 30 0 100 ! TILT OF BEAMSPLITTER x^` P [>
5 TH -.1 TRANS V@G|2 Z I
6 PTH 4 PIN 4 NU.4_cixb
7 TH 0 ae0Mf0<#)
8 AT -30 0 100 NP \/9
8|1
8 TRANS ! NOT REFLECTIVE ANYMORE aY, '^S
8 TH -70 UY *Z`$
9 REFL =yJc pj
9 PTH -8 AIR bjwl21;{
10 AT 30 0 100 g( "[wqgG
10 PTH -4 PIN 4 n|.> 41bJ
11 PTH -5 hG<W *g
12 REFL &F0 >V o
12 PTH 5 %,8
"cM`D
13 PTH 4 PIN 4 14 TH 0 ^5!"[R B\
15 AT 30 0 100 Qdc#v\B
15 TH -200 END +4 IaX1.
w2!5TK Z`
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： 8v ^AVg
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： Wb^g{F!W
ACON 1 XGnC8Be{4
HPLOT 1 5}9rpN{y
PER 0 0 0 1 123 0x,4H30t(
PUP 2 1 11
|M?VmG/6
PLOT apxq] !
`
RED {oo(HD;5
TRA P 0 0 11 6 8qCY
END o(i?_4 E
J
rYL8 1
ACON 2 `9f7H
APLOT 1 Hs.5@ l
PER 0 0 0 1 123 <HW2W"Go\
PUP 2 1 11 L_zB/(h
PLOT We"\nOP
BLUE gHvkr?Cg
TRA P 0 0 11 {4R;C~ E8
END kI*f}3)Y
Es:oXA
这给了我们下面的图像： TPKm > 5g
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） t .XuH#
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。 ,UT :wpc^i
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。 >6zWOYd
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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