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    [原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程三十二:鬼像分析 [复制链接]

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    离线小火龙果
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2019-11-26
    你的镜头看起来很好,光阑设计的很好。但是当你测试它的时候,每当一个明亮的光源进入到视场中,可以看到一个糟糕的鬼像。这不是一个好结果,而且这种情况经常发生。 3l`"(5  
    为了避免这种意外,你可以在MGH对话框(菜单、鬼像),通过这些工具在设计的早期发现问题,并在完成前纠正它们。 gzVZPvTPE  
    *UW 8|\;  
    简而言之,鬼像是由镜头系统内的两次不需要的反射光引起的光的聚焦图像。 如果您有3片透镜,则有15个可能的鬼像。 有6片透镜,你有66种可能性,依此类推。 要查看其中一些工具可以执行的操作,请使用ID MIT 1至2 UM镜头对镜头1.RLE进行FETCH。 然后看看PAD显示。 ^9hc`.5N&?  
    nIBeZof  
    u:(=gj,~x  
    打开MGH对话框 yVn%Bz' [  
    /{8Y,pZbu  
    在左上角是GHOST按钮。这一特性用于近轴光线追迹来寻找鬼像,当然,它所发现的鬼像与真实光线形成的鬼像有所不同。尽管如此,结果通常很接近,你可以看到问题出现的地方。你可以给镜头中的任何一个或所有的表面分配反射系数,当程序估计它发现的每一个鬼像的强度时,它会考虑这些值。对话框以默认的1%反射率打开,应用于所有的镜头表面。单击GHOST按钮。 s8]%L4lvu  
    你会得到如下数据。首先分析所有表面的组合;输出的一部分如下所示。 DH _~,tK9  
        --- GHOST R 0.01 {P?DkUO}  
        ID MIT 1 TO 2 UM LENS avG#0AY  
    yRyRH%p)  
    7yg {0a  
        GHOST IMAGE ANALYSIS .^F&6'h1H  
    $X.F=Kv  
    b9i_\  
        --- R 0.01 ALL $$4flfx  
        --- END #>_fYjT  
         NO.   GHOST SURF       Ymarg        U'marg        Ychief     INTENSITY d!&LpODI]*  
        _________________________________________________________________________ j+AZ!$E  
    yCkWuU9  
    kn3GgdU  
        1        2 -   1       -30.0244       -0.3778        7.3095   1.10930E-11 ^qC.bv]&  
        2        3 -   1        27.2543       -0.3984        4.6907   1.34627E-11 tQ'R(H`  
        3        3 -   2        63.5945       -0.2721        4.1819   2.47264E-12 3kGg;z6  
        4        4 -   1       -46.5167       -0.2920        4.9249   4.62149E-12 }mZCQJ#`  
        5        4 -   2       -25.1674       -0.3088        6.6272   1.57879E-11 .uX(-8n ~  
        6        4 -   3       -75.6813       -0.4937        4.4156   1.74591E-12 \?e2qu/ C  
        7        5 -   1       -45.8712       -0.2619        4.0455   4.75247E-12 c"`HKfL  
        8        5 -   2       -27.0481       -0.2839        6.4039   1.36686E-11 MxGQM>  
        9        5 -   3       -72.6068       -0.4577        2.7558   1.89691E-12 zN+jn  
        10        5 -   4        -3.4550       -0.3402        6.5304   8.37735E-10 &l{ctP%q  
        11        6 -   1         0.5515       -0.5074        4.2824   3.28758E-08 E)I&? <g  
        12        6 -   2        44.1259       -0.4028        8.4078   5.13585E-12 {#z47Rz  
        13        6 -   3       -38.8865       -0.5677        1.4386   6.61305E-12 t*BCpC }  
        14        6 -   4        67.9018       -0.0930        9.4364   2.16889E-12 fIx|0,D&7L  
        15        6 -   5        66.9185       -0.0241        8.9874   2.23310E-12 O7Jp ;  
        16        7 -   1       -26.2150       -0.5336      -37.0598   1.45513E-11 K|~ !oQ  
        17        7 -   2        17.4775       -0.4677       31.7392   3.27372E-11 <$uDN].T4  
        18      7 -   3       -71.3906       -0.6925     -107.3067   1.96208E-12 vft7-|8T  
    在Ymarg标题下,注意表面6和1组合的最小值0.5515。这告诉您从表面6反射,然后从表面1反射的光将到达像面,形成(近轴)弥散斑半径约1/2毫米。 这可能是个问题。 如果您的镜头很长,通过检查第二个列表更容易找出问题鬼像: wp~KrUlR  
        CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION 8?EKF+.u|  
    NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE        0.0100 ],R\oMYy|P  
    h= YTgJ  
    '{JMWNY  
      NO.  GHOST INTENS.  ACCUM. INTENS.  SURFACES Td^62D;  
    _____________________________________________ l_ x jsu  
        6   1.74591E-12    1.74591E-12     4     3 8BS Nm  
        9   1.89691E-12    3.64282E-12     5     3 :N<o<qn  
        18   1.96208E-12    5.60491E-12     7     3 \:n<&<aVSr  
        14    2.16889E-12    7.77380E-12     6     4 2"Unk\Y  
        15    2.23310E-12    1.00069E-11     6     5 #>5T,[{?j  
        3   2.47264E-12    1.24795E-11     3     2 [["eK9 }0  
        20   3.94955E-12    1.64291E-11     7     5 LG("<CU  
        19   4.15611E-12    2.05852E-11     7     4 i}<fg*6@E  
        4   4.62149E-12    2.52067E-11     4     1 4uE/!dT  
        7   4.75247E-12    2.99592E-11     5     1 ZL!5dT&@W  
        12    5.13585E-12    3.50950E-11     6     2 T0@<u  
        13    6.61305E-12    4.17081E-11     6     3 Iz#jR2:yn  
        21   6.62606E-12    4.83341E-11     7     6 @WKJ7pt`'N  
        1    1.10930E-11    5.94271E-11     2     1 rF?QI*`Y(  
        2    1.34627E-11    7.28898E-11     3     1 cZ.p  
        8   1.36686E-11    8.65584E-11     5     2 \Y:zg3q*  
        16   1.45513E-11    1.01110E-10     7     1 R >[G6LOG  
        5   1.57879E-11    1.16898E-10     4     2 3ox|Mz<aZX  
        25    2.20749E-11    1.38973E-10     8     4 [Q8vS;.  
        26    2.25477E-11    1.61520E-10     8     5 li')U  
        17   3.27372E-11    1.94257E-10     7     2 &)!N5Veb  
        24   5.08281E-11    2.45085E-10     8     3 6k37RpgH  
        23   5.72162E-11    3.02302E-10     8     2 H}usL)0&&  
        28   8.28536E-11    3.85155E-10     8     7 Z y6kA\q  
        10   8.37735E-10    1.22289E-09     5     4 w);Bet  
        27   3.67946E-09    4.90235E-09     8     6 [NGq$5  
        22   1.09304E-08    1.58327E-08     8     1 kk CoOTe&  
    FA%BzU5^  
        11   3.28758E-08    4.87085E-08     6     1 RM25]hx  
    在这里,鬼像被分类,最严重的鬼像显示在数据底部,并且它们计算累积的强度,并列出和总结。实际上,累积的鬼像强度,4.87E08主要是来自于那个单独的鬼像,它的强度是3.29E-9。现在我们知道鬼像从哪里来了。让我们看看效果。 XzBl }4s  
    为此,打开名为GHPLOT.MAC的MACro。 (通过本课程,您应该知道如何使用MACro编辑器,您可以使用命令EE打开它。)这是MACro: 6LT.ng  
        ; GHPLOT.MAC _(@V f=t  
        ; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES. 3Z}m5f`t  
    mLHl]xs4  
    ronZa0  
        CCW      ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW h)r=+Q\'(S  
        KAG ICWHEot  
        FET 1 IJZx$8&A  
        CHG     ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS xCu\jc)2  
        CFIX      ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS Fcn@j#[J  
        VIG &_]bzTok  
        END /5f=a  
             ; AND TURN ON VIG MODE IF OFF ]e? L,1-  
        SSS .003 E,A9+OKxJ  
               ; SMALL SPOT SIZE HERE 4%jQHOZ  
        GAW      ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS) fhki!# E8M  
        GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1   ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS /EVXkf0  
        R .01 ALL   ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE $cO-+Mr-~  
        PLOT clT[ ?8*  
    #\LYo{op/.  
    s*e1m%  
        GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L   ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004 <Um5w1  
        PLOT 6ZC~q=my  
    GRgpy  
    5lE9UoG[Q  
        GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L   ; THIS MAKES COLORED BINS zwlz zqV  
        DRAD .0004 (%]M a  
        PLOT [5P1 pkZ  
    +'9xTd  
    <ZoMKUuB  
        GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L        ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1 +L=a\8Ep  
        PER 0 0 0 1 99 n1y*`5!  
        PLOT -D_xA10  
    uX&Tn1Kg  
     pm*i!3g'  
        GRW      ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW) d]^\qeG^p  
    GHPLOT有四种模式,在继续之前,最好先阅读他们。 由于此MACro已经在编辑器中,只需选择字符GHPLOT,然后查看TrayPrompt 。 7}Jn`^!  
    Q2t>E(S  
    于这是一个多行命令,因此提示无法显示整个格式,但如果在显示提示时按F2键,则帮助文件将打开索引中的该部分。 我们将在本课中使用所有四种模式。 对GHPLOT的第一次调用使用模式1,生成在图像平面上HBAR = 0.5处的对象点叠加的所有鬼像图像: &WVRh=R  
    ^F+7@*u  
    在视场中间确实有一个黑色的斑点。 这可能是我们之前标记过的鬼像。 模式2分析显示与倾斜透视图相同的能量分布: 4m_CPe  
    8H{9  
    那个尖峰确实是我们的鬼像。 另一种查看它的方法显示在mode-3图中: 04!akPP<  
    o5w =  
    最后,模式4绘图选出了特定的一组反射(我们所需要的)并绘制出一组子午面的扇形光线。 h]^= y.Q  
    | +aD%'|  
    在这里,光从左边进入变为红色,从表面6反射后变成蓝色,然后在表面1处第二次反射后变成绿色。它确实在像面聚焦,但是有很多球差 所以鬼像不是很尖锐。 ue!wo-|#G  
    再看一下MGH对话框,您会看到我们还没有使用过的其他四个功能。 让我们在0.5视场区域追迹真实鬼影的路径。填写框 如图所示,然后单击RGHOST按钮。 TmgSV#G  
    212  
    输出数据: $&0\BvS  
    1lHBg  
    }vX/55  
        --- RGHOST 6 1 0 .5 SURF #Gu(h(Z s  
                               RAY VECTORS          (X DIR TAN)  (Y DIR TAN)  (INC. ANG.) k{+ Gv}Y  
         SURF             X             Y            Z           ZZ           HH          UNI pIvr*UzY  
        _____________________________________________________________________________________ (=QiXX1r  
        OBJ       0.000000     0.000000     0.000000     0.000000 8.750000E-12 x /?w1  
        1    0.000000     8.750000     0.442564     0.000000    -0.056702     5.790967 |\h<!xR  
        2    0.000000     8.540210     0.142402     0.000000    -0.086503     1.334779 22v= A6 =  
        3    0.000000     8.256701     1.510615     0.000000    -0.246653    15.791928 !MD uj  
        4    0.000000     6.624679     0.478579     0.000000    -0.384916     5.591649 P<R'S  
        5    0.000000     6.274262     0.388953     0.000000    -0.226690    13.957837 E"t79dD  
         --- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE --- R"{oj]d;$F  
        6    0.000000     5.481374    -0.886627     0.000000     0.444814 9*xv ,Yz8  
            5       0.000000     6.994957    -0.483893     0.000000     1.206445 GuRJ  
            4       0.000000     7.951450    -0.691073     0.000000     0.498903 A@ 4Oq  
            3       0.000000    10.791512    -2.647176     0.000000     0.470102 G\H|\i  
            2       0.000000    12.783436    -0.319172     0.000000     0.221387 Jnq}SUev  
        1    0.000000    13.505397     1.058091     0.000000    -0.095157 Ku]<$uo  
        2    0.000000    13.193103     0.339970     0.000000    -0.151262 SQI =D8  
        3    0.000000    12.414364     3.579028     0.000000    -0.404621 d2<+Pp  
        4    0.000000    10.296378     1.164810     0.000000    -0.674892 TM`6:5ONv  
        5    0.000000     9.767857     0.947929     0.000000    -0.369535 t;)`+K#1:  
        6    0.000000     8.241826     2.077523     0.000000    -0.148082 E>x,$w<?  
        7    0.000000     4.247415     0.334421     0.000000    -0.153884 4k=LVu]Kcr  
        8    0.000000     3.743737     0.107527     0.000000    -0.282387 d?1[xv;  
        GHOST REFLECTED FROM SURFACES    1    6 AT SURFACE    9 PQ4)kVT  
             X              Y               ZZ             HH Z oQPvs7_  
        --------------------------------------------------------------- #w]@yL]|is  
            0.00000       -0.828738         0.00000       -0.282387 \Qe`>nA  
    光线从表面6反射,然后再从表面1反射,并进入像面,其Y坐标为-0.829mm。 这确实是一个糟糕的鬼像。 JCZ5q9b  
    如果你在设计过程的早期就发现了这个问题,那么它很容易控制。键入HELP GHOST,然后选择描述控制鬼像的链接。 !l#n.Fx&3  
    };nOG;  
    这将打开一个描述如何控制鬼像的页面。 5?C) v}w+  
    10.3.1.5 鬼像图像控制 下一个已有目录 1<&nHFJ;[  
    鬼像图像由来自一个或多个折射表面的反射引起。 SYNOPSYS可以评估和控制两种类型:GHOST程序可以显示哪些表面的组合会导致鬼像的产生,而BGI可以评估在镜头系统内的另一个位置形成的鬼像的属性。 HT=-mwa_]  
    从一个选定的近轴鬼像,为了控图像制弥散斑的大小,输入是 Mp`i@pm+  
      M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL aX(Y `g)|  
    在这里,您可以看到控制鬼像所需的简单输入。 您的AANT文件中的命令是 Nmu=p~f}3`  
        M    5 0.1 A PGHOST 6 1 3^p;'7x  
    调整权重使其他像差很好地平衡。 如果我们达到这个目标,鬼像将是以前的1%。 5的目标有点随机; 一个面积更大的鬼像也是一个更暗的鬼像,这猜测是一个很好的开始。 mpDQhD[n  
    我们发现,这个过程通常会对指定的鬼像产生很大的改进。然而,另一种反射组合通常会产生新的鬼像,这就需要在优化函数中使用鬼像和另一种PGHOST像差进行另一种评估。当它们出现的时候,你把它们加起来,直到你到达一个点,在这个点上,许多鬼像的强度大致相同。我们从来没有遇到过这样的情况:这种强度高到足以成为一个问题。如果是的话,那么是需要在问题表面上使用镀膜来解决了。
    1条评分光币+5
    elsaqueen 光币 +5 优秀资料,加分! 2020-01-07
     
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