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[原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程四十二：复杂的干涉仪 [复制链接]

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工程师

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只看楼主倒序阅读楼主发表于: 2023-09-20

本课程介绍了设计干涉仪的步骤。
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。
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。
我们将首先设置一个通道，以下是第一步的输入：
RLE
ID INTERFEROMETER EXAMPLE
WAVL 4.6 4.25 3.9
OBB 0 1 30 0 0 0 30
1 TH 100
2 AT -45 0 100         ! 扫描镜面
2 REFL
2  TH 0
3  AT -45 0 100       ! 倾斜45°，厚度100
3  TH -200            ! 至分光镜
4  TH -3 GTB U        ! 厚度，材料种类
GE
5 REFL                 ! 在分光镜处反射
5 PTH -4 PIN 4         ! 拾取表面4的数据
4 AT 30 0 100          ! 分光镜的倾斜度为30°
7 AT 30 0 100
7  TH 70
8  REFL               ! 反射表面
8  PTH -7             ! 返回到分光镜
9  AT -30 0 100       ! 倾斜度为30°
9  PTH 4 PIN 4        ! 拾取表面4的数据
10  TH -.1             ! 空气间隔
11 PTH 4 PIN 4         ! 补偿器复制几何图形
12
13 AT 30 0 100
13 TH -200             ! 与折叠镜的距离1
14 AT -30 0 100        ! 倾斜度为30°
14 GID
FOLD 1                 ! 表面名称
14  REFL               ! 反射表面
15  AT -30 0 100
15 TH 250              ! 与主镜的距离
16 RD -180 CC -1 TH -90 ! 抛物线参数
16 REFL                 !反射表面
16  GID
PRIMARY M               !表面名称
17  AT 45 0 100         ! 小型折叠镜，倾斜度为45°
17 REFL                 ! 反射表面
17  GID
SECONDARY M             ! 表面名称
18  AT 45 0 100
18 TH 90                ! 与第三级的距离
19 RD -180 TH -350      ! 与最终图像的距离
19 REFL
APS 19                  !光阑位置
19 GID
TERTIARY M
20
END

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，要获得此显示，我们单击PAD Top按钮，选择自定义光线组，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。

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：

PANT
VY 19 ASPH
END
AANT
GSR 0 1 4 P
END
SYNO 10

运行此文件后，系统看起来就像我们想要的那样：

命令 ASY 现在向我们显示表面19的形状

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）

CHG
13 SIN
13 SIN
4 NAS
7 NAS
9 NAS
13 NAS
4 TH -3 GTB U
GE
4  AT 30 0 100
5  TH -.1 TRANS
6  PTH 4 PIN 4
7  TH 0
8  AT -30 0 100
8 TRANS
8  TH -70
9  REFL
9  PTH -8 AIR
10  AT 30 0 100
10  PTH -4 PIN 4
11  PTH -5
12  REFL
12  PTH 5
13  PTH 4 PIN 4 14 TH 0
15 AT 30 0 100
15 TH -200
END

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：

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：

ACON 1
HPLOT 1
PER 0 0 0 1 123
PUP 2 1 11
PLOTREDTRA P 0 0 11
END

ACON 2
APLOT 1
PER 0 0 0 1 123
PUP 2 1 11
PLOTBLUETRA P 0 0 11
END

这给了我们下面的图像：

让我们进一步改进它。我们打开 Edge Wizard（MEW）并选择创建全部。为两个 ACON 执行此操作。现在运行上面的 MACro，打开开关20，在 MACro 中添加 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）

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。
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。
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。