SYNOPSYS 光學設計軟件課程四十二：復雜的干涉儀

2023年10月9日 10:04
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課程四十二：復雜的干涉儀

本課程介紹了設計干涉儀的步驟。

干涉儀有兩個通道，光束在分束器處疊加。人們經常希望看到兩個波前形狀的差異，就像測試非球面鏡時一樣。

在該示例中，兩個通道之間的條紋在其中一個反射鏡的位置來回移動時給出光譜信息。這種配置的儀器稱為傅里葉變換干涉儀。這里不關心波前的形狀，而是關注其絕對相位。

我們將首先設置一個通道，以下是第一步的輸入：

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         ! 掃描鏡面
2 REFL
2  TH 0
3  AT -45 0 100       ! 傾斜45°，厚度100
3  TH -200            ! 至分光鏡
4  TH -3 GTB U        ! 厚度，材料種類GE
5 REFL                 ! 在分光鏡處反射
5 PTH -4 PIN 4         ! 拾取表面4的數據
4 AT 30 0 100          ! 分光鏡的傾斜度為30°
7 AT 30 0 100          
7  TH 70              
8  REFL               ! 反射表面
8  PTH -7             ! 返回到分光鏡
9  AT -30 0 100       ! 傾斜度為30°
9  PTH 4 PIN 4        ! 拾取表面4的數據
10  TH -.1             ! 空氣間隔
11 PTH 4 PIN 4         ! 補償器復制幾何圖形
12
13 AT 30 0 100       
13 TH -200             ! 與折疊鏡的距離1
14 AT -30 0 100        ! 傾斜度為30°
14 GIDFOLD 1                 ! 表面名稱
14  REFL               ! 反射表面
15  AT -30 0 100       
15 TH 250              ! 與主鏡的距離
16 RD -180 CC -1 TH -90 ! 拋物線參數
16 REFL                 !反射表面
16  GIDPRIMARY M               !表面名稱
17  AT 45 0 100         ! 小型折疊鏡，傾斜度為45°
17 REFL                 ! 反射表面
17  GIDSECONDARY M             ! 表面名稱
18  AT 45 0 100         
18 TH 90                ! 與第三級的距離
19 RD -180 TH -350      ! 與最終圖像的距離
19 REFL                APS 
19                  !光闌位置 
19 GID
TERTIARY M
20
END

我們在 EE 編輯器中輸入上面的內容并運行它，在 PAD 中給出這張圖片，要獲得此顯示，我們單擊 PAD Top 按鈕，選擇自定義光線組，HBAR 0.0和11 rays。我們還選擇頂部顯示選項“工具＋庫”，并打開顯示所有表面的數據開關38，包括虛擬表面。

SYNOPSYS 光學設計軟件課程四十二：復雜的干涉儀的圖1

SYNOPSYS 光學設計軟件課程四十二：復雜的干涉儀的圖2

我們已經有了基本的結構，但我們還不知道第三片反射鏡的細節。我們希望在表面20上有清晰的圖像，并且當我們到達該步驟時，我們將插入額外的折疊鏡以將三個波長分離到不同的檢測器上。首先，我們需要知道表面19上的半徑和圓錐常數。我們在新宏窗口中輸入以下內容：

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

運行此文件后，系統看起來就像我們希望的那樣：

SYNOPSYS 光學設計軟件課程四十二：復雜的干涉儀的圖3

命令 ASY 現在向我們顯示表面19的形狀

SYNOPSYS 光學設計軟件課程四十二：復雜的干涉儀的圖4

好的，一個通道看起來不錯; 現在讓我們設置第二個通道。我們可以從上面的設置開始，然后根據需要修改。首先，我們使用 ACON 復制按鈕SYNOPSYS 光學設計軟件課程四十二：復雜的干涉儀的圖5SYNOPSYS 光學設計軟件課程四十二：復雜的干涉儀的圖6將此設置添加到 ACON 2中，然后我們在分束器處修改幾何體形狀。我們制作一個 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，我們首先必須刪除分配給通道1中分束器的大多數約束，因為現在反射和傾斜發生在不同的表面上，然后我們用另一個通道的數據替換它們。新系統看起來像這樣：

SYNOPSYS 光學設計軟件課程四十二：復雜的干涉儀的圖7

好的，我們已經定義了兩個通道，并且它們都是通用的，在 ACON 1和2中。現在我們可以同時顯示兩者的透視圖。我們創建了一個 MACro：

ACON 1

HPLOT 1

PER 0 0 0 1 123

PUP 2 1 11

PLOT

RED

TRA P 0 0 11

END


ACON 2

APLOT 1

PER 0 0 0 1 123

PUP 2 1 11

PLOT

BLUE

TRA P 0 0 11

END
這給了我們下面的圖像：

SYNOPSYS 光學設計軟件課程四十二：復雜的干涉儀的圖8

讓我們進一步改進它。我們打開 Edge Wizard（MEW）并選擇創建全部。為兩個 ACON 執行此操作?，F在運行上面的 MACro，打開開關20，在 MACro 中添加 TRA 請求，并將 PER 請求更改為 RSOLID。圖片如下,我們有一個非常好的開始。（L42L1）

SYNOPSYS 光學設計軟件課程四十二：復雜的干涉儀的圖9

SYNOPSYS 光學設計軟件課程四十二：復雜的干涉儀的圖10

這是一個關于如何設置這樣的系統的簡短課程。SYNOPSYS 可以很好地顯示系統和圖像質量 ，但它不會模擬兩個通道之間的干涉。該程序可以模擬波前和參考光束之間的差異（參見 HELP IFR），但傅立葉變換干涉儀中的信息來自波前的絕對相位，不是由 SYNOPSYS 計算的。當然，這是無關緊要的，因為理論已經非常成熟，我們所關心的只是這些系統中的圖像質量。

下一步是在最終圖像之前在空間中添加額外的折疊鏡和檢測器光學系統。

您可能會注意到當光束通過分束器時，光束中有一個小的偏心，我們忽略了它。但這也不難建模，如果您真的想要那么精確，只需調整主鏡上的偏心來補償。


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