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    [原創(chuàng)]SYNOPSYS 光學(xué)設(shè)計(jì)軟件課程四十二:復(fù)雜的干涉儀 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2018-10-12
    — 本帖被 cyqdesign 從 光學(xué)理論,設(shè)計(jì)與產(chǎn)業(yè)化 移動(dòng)到本區(qū)(2018-12-29) —

    本課程介紹了設(shè)計(jì)干涉儀的步驟。

    干涉儀有兩個(gè)通道,光束在分束器處疊加。 人們經(jīng)常希望看到兩個(gè)波前形狀的差異,就像測(cè)試非球面鏡時(shí)一樣。

    在該示例中,兩個(gè)通道之間的條紋在其中一個(gè)反射鏡的位置來(lái)回移動(dòng)時(shí)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(guān)心波前的形狀,而是關(guān)注其絕對(duì)相位。

    我們將首先設(shè)置一個(gè)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             ! DUMMY SURFACE FOR REFERENCE

        2 AT -45 0 100       ! SCAN MIRROR

        2 REFL

        2    TH 0

        3    AT -45 0 100       ! FOLD AXIS

        3    TH -200            ! TO BEAMSPLITTER

        4    TH -3 GTB U        ! THROUGH 3 MM THICK GERMANIUM

        GE

        5 REFL               ! REFLECT AT BEAMSPLITTER

        5 PTH -4 PIN 4       ! COMING BACK AGAIN

        4 AT 30 0 100        ! TILT OF BEAMSPLITTER

        7 AT 30 0 100        ! TILT AXIS

        7    TH 70              ! TO REFERENCE MIRROR

        8    REFL               ! HERE

        8    PTH -7             ! BACK TO BEAMSPLITTER

        9    AT -30 0 100       ! ENTER IT AGAIN

        9    PTH 4 PIN 4        ! SAME SIZE AS BEFORE

        10    TH -.1            ! SMALL AIRSPACE

        11 PTH 4 PIN 4       ! COMPENSATOR DUPLICATES GEOMETRY

        12

        13 AT 30 0 100       ! DUMMY TO FOLLOW BEAM

        13 TH -200           ! DISTANCE TO FOLD MIRROR 1

        14 AT -30 0 100      ! RIGHT HERE

        14 GID

        FOLD 1               ! IDENTIFY IT

        14    REFL              ! REFLECT THERE

        15    AT -30 0 100      ! DUMMY TO FOLLOW BEAM

        15 TH 250            ! DISTANCE TO PRIMARY MIRROR

        16 RD -180 CC -1 TH -90  ! PARABOLOID HERE

        16 REFL              ! REFLECT THERE

        16    GID

        PRIMARY M            ! IDENTIFY IT

        17    AT 45 0 100       ! SMALL FOLD MIRROR

        17 REFL              ! REFLECT HERE

        17    GID

        SECONDARY M          ! IDENTIFY IT

        18    AT 45 0 100       ! DUMMY TO FOLLOW BEAM

        18 TH 90             ! DISTANCE TO TERTIARY

        19 RD -180 TH -350   ! DISTANCE TO FINAL IMAGE

        19 REFL              ! REFLECT AT TERTIARY

        APS 19               ! THE STOP IS HERE

        19 GID

        TERTIARY M

        20

        END

    我們?cè)贓E編輯器中輸入上面的內(nèi)容并運(yùn)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Custom rayset,HBAR 0.0和11 rays。 我們還選擇Solo頂部顯示選項(xiàng)并打開顯示所有表面的數(shù)據(jù)開關(guān)38,包括仿制圖。

    我們已經(jīng)有了基本的結(jié)構(gòu),但我們還不知道第三片反射鏡的細(xì)節(jié)。 我們希望在表面20上有清晰的圖像,并且當(dāng)我們到達(dá)該步驟時(shí),我們將插入額外的折疊鏡以將三個(gè)波長(zhǎng)分離到不同的檢測(cè)器上。 首先,我們需要知道表面19上的半徑和圓錐常數(shù)。我們?cè)谛戮庉嬈髦休斎胍韵聝?nèi)容:

        PANT

        VY 19 ASPH

        END

        AANT

        GSR 0 1 4 P

        END

        SYNO 10

    運(yùn)行此文件后,系統(tǒng)看起來(lái)就像我們想要的那樣:

    命令A(yù)SY現(xiàn)在向我們顯示表面19的形狀:

        SYNOPSYS AI>ASY

         SPECIAL SURFACE DATA

         ______________________________________________________________________________

          SURFACE NO.  16 -- CONIC SURFACE

          CONIC CONSTANT (CC)     -1.000000

          SEMI-MAJOR AXIS (b) INFINITE       SEMI-MINOR AXIS (a) INFINITE

         _______________   SURFACE NO.  19 -- CONIC SURFACE   CONIC CONSTANT (CC)     -0.349174

         SEMI-MAJOR AXIS (b)   -219.999999  SEMI-MINOR AXIS (a)    177.482393

         TILT AND DECENTER DATA

         LEFT-HANDED COORDINATES

         _______________________________________________________________________________

         SURF TYPE            X            Y            Z     ALPHA      BETA     GAMMA

         _______________________________________________________________________________

        2    REL         0.00000      0.00000      0.00000  -45.0000    0.0000    0.0000

        3    REL         0.00000      0.00000      0.00000  -45.0000    0.0000    0.0000

        4    REL         0.00000      0.00000      0.00000   30.0000    0.0000    0.0000

         7 REL         0.00000      0.00000      0.00000   30.0000    0.0000    0.0000

         9 REL         0.00000      0.00000      0.00000  -30.0000    0.0000    0.0000

        13    REL         0.00000      0.00000      0.00000   30.0000    0.0000    0.0000

        14    REL         0.00000      0.00000      0.00000  -30.0000    0.0000    0.0000

        15    REL         0.00000      0.00000      0.00000  -30.0000    0.0000    0.0000

        17 REL         0.00000      0.00000      0.00000   45.0000    0.0000    0.0000

        18 REL         0.00000      0.00000      0.00000   45.0000    0.0000    0.0000

         KEY TO SURFACE TYPES

         ____________________

         GLB  GLOBAL COORDINATES                 LOC  LOCAL COORDINATES

         REL  RELATIVE COORDINATES               REM  REMOTE TILTS IN RELATIVE COORD.

         SYNOPSYS AI>

    好的,一個(gè)通道看起來(lái)不錯(cuò); 現(xiàn)在讓我們?cè)O(shè)置第二個(gè)通道。 我們可以從上面的設(shè)置開始,然后根據(jù)需要修改。 首先,我們使用ACON復(fù)制按鈕 將此設(shè)置添加到ACON 2中,然后我們?cè)诜质魈幮薷膸缀误w形狀。 我們制作一個(gè)CHG文件:(L42M2)

        CHG

        13 SIN            ! NEED TWO ADDITIONAL SURFACES

        13 SIN

        4 NAS             ! REMOVE TILTS THERE NOW

        7 NAS

        9 NAS

        13 NAS

        4 TH -3 GTB U

        GE

        4    AT 30 0 100        ! TILT OF BEAMSPLITTER

        5    TH -.1 TRANS

        6    PTH 4 PIN 4

        7    TH 0

        8    AT -30 0 100

        8 TRANS             ! NOT REFLECTIVE ANYMORE

        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(shù)約束,因?yàn)楝F(xiàn)在反射和傾斜發(fā)生在不同的表面上,然后我們用另一個(gè)通道的數(shù)據(jù)替換它們。 新系統(tǒng)看起來(lái)像這樣:

    好的,我們已經(jīng)定義了兩個(gè)通道,并且它們都是通用的,在ACONS 1和2中。現(xiàn)在我們可以制作同時(shí)顯示兩者的透視圖。 我們創(chuàng)建了一個(gè)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:

    讓我們進(jìn)一步改進(jìn)它。 我們打開Edge Wizard(MEW)并選擇Create All。 為兩個(gè)ACON執(zhí)行此操作。 現(xiàn)在運(yùn)行上面的MACro,打開開關(guān)20,為HBAR = 1和-1添加TRA請(qǐng)求,并將PER請(qǐng)求更改為RSOLID。 圖片如下。 我們有一個(gè)非常好的開始。(L42L1)

    這是一個(gè)關(guān)于如何設(shè)置這樣的系統(tǒng)的簡(jiǎn)短課程。 SYNOPSYS可以很好地顯示系統(tǒng)和圖像質(zhì)量 ,但它不會(huì)模擬兩個(gè)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(jiàn)HELP IFR),但傅立葉變換干涉儀中的信息來(lái)自波前的絕對(duì)相位,不是由SYNOPSYS計(jì)算的。 當(dāng)然,這是無(wú)關(guān)緊要的,因?yàn)槔碚撘呀?jīng)非常成熟,我們所關(guān)心的只是這些系統(tǒng)中的圖像質(zhì)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(cè)器光學(xué)系統(tǒng)。

    你可能會(huì)注意到當(dāng)光束通過(guò)分束器時(shí),光束中有一個(gè)小的偏心 - 我們忽略了它。 但這也不難建模,如果你真的想要那么精確,只需調(diào)整主鏡上的偏心來(lái)補(bǔ)償。

    [ 此帖被optics1210在2019-01-24 13:51重新編輯 ]
     
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