[原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程三十二：鬼像分析 [复制链接]

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。 _OuWB"  
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。 YKO){f5  
/.Ww6a~  
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。 %
*`J k#W:  
!f&Kf,#b`  
D"ND+*Q[X  
打开MGH对话框 vK_?<>  
(^u1~1E 5  
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。 FRg^c kb"  
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。 L1Iz<>  
    --- GHOST R 0.01 ?<(m 5Al7  
    ID MIT 1 TO 2 UM LENS }Rz3<eON  
u%$Zqee  
3b+d"`Y^S  
    GHOST IMAGE ANALYSIS Hhari!RXC  
dt`{!lts'  
^(|vsFz
n  
    --- R 0.01 ALL 2\7`/,U6  
    --- END .zn;:M#T  
     NO.   GHOST SURF       Ymarg        U'marg        Ychief     INTENSITY ]cGA~d  
    _________________________________________________________________________ z#]Jv!~EPE  
]8f ms(  
5ZMR,SZhC  
    1        2 -   1       -30.0244       -0.3778        7.3095   1.10930E-11 uWM{JEOl  
    2        3 -   1        27.2543       -0.3984        4.6907   1.34627E-11 p' +  
    3        3 -   2        63.5945       -0.2721        4.1819   2.47264E-12 WC.t_"@  
    4        4 -   1       -46.5167       -0.2920        4.9249   4.62149E-12 BbgnqzU  
    5        4 -   2       -25.1674       -0.3088        6.6272   1.57879E-11 WIv?}gi: X  
    6        4 -   3       -75.6813       -0.4937        4.4156   1.74591E-12 <-,gAk)u  
    7        5 -   1       -45.8712       -0.2619        4.0455   4.75247E-12 7tcPwCc{  
    8        5 -   2       -27.0481       -0.2839        6.4039   1.36686E-11 }lfnnK#  
    9        5 -   3       -72.6068       -0.4577        2.7558   1.89691E-12 $aN&nhoO<  
    10        5 -   4        -3.4550       -0.3402        6.5304   8.37735E-10 $ep.-I>  
    11        6 -   1         0.5515       -0.5074        4.2824   3.28758E-08 /)4I|"}R0I  
    12        6 -   2        44.1259       -0.4028        8.4078   5.13585E-12 ,:Lb7bFv>  
    13        6 -   3       -38.8865       -0.5677        1.4386   6.61305E-12 (Nx;0"5IX  
    14        6 -   4        67.9018       -0.0930        9.4364   2.16889E-12 OU/MiyP2  
    15        6 -   5        66.9185       -0.0241        8.9874   2.23310E-12 q
eL5D*  
    16        7 -   1       -26.2150       -0.5336      -37.0598   1.45513E-11 1. rj'  
    17        7 -   2        17.4775       -0.4677       31.7392   3.27372E-11 m"o ;L3  
    18      7 -   3       -71.3906       -0.6925     -107.3067   1.96208E-12 Qt/8r*Oe  
在Ymarg标题下，注意表面6和1组合的最小值0.5515。这告诉您从表面6反射，然后从表面1反射的光将到达像面，形成（近轴）弥散斑半径约1/2毫米。 这可能是个问题。 如果您的镜头很长，通过检查第二个列表更容易找出问题鬼像： XI9js{p  
    CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION OujCb^Rm  
NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE        0.0100 /ig:9R  
69J4=5lX  
OnK~
3j  
  NO.  GHOST INTENS.  ACCUM. INTENS.  SURFACES #@"<:!?z  
_____________________________________________ /yZQ\{=  
    6   1.74591E-12    1.74591E-12     4     3 JXu$ew>q  
    9   1.89691E-12    3.64282E-12     5     3 US%
^#D q  
    18   1.96208E-12    5.60491E-12     7     3 -*m+(7G\  
    14    2.16889E-12    7.77380E-12     6     4 yb/%?DNQT  
    15    2.23310E-12    1.00069E-11     6     5 t| 'N+-T3  
    3   2.47264E-12    1.24795E-11     3     2 yq NzdzX  
    20   3.94955E-12    1.64291E-11     7     5 I;Bjfv5  
    19   4.15611E-12    2.05852E-11     7     4 qfK`MhA}  
    4   4.62149E-12    2.52067E-11     4     1 &'DU0c&  
    7   4.75247E-12    2.99592E-11     5     1 ^1L>l9F  
    12    5.13585E-12    3.50950E-11     6     2 E5N{j4\F  
    13    6.61305E-12    4.17081E-11     6     3 7 <Q5;J&;  
    21   6.62606E-12    4.83341E-11     7     6 ]@0NO;bK>F  
    1    1.10930E-11    5.94271E-11     2     1 a)#1{JaoY  
    2    1.34627E-11    7.28898E-11     3     1 6p?JAT5  
    8   1.36686E-11    8.65584E-11     5     2 a(v>Q*zNP  
    16   1.45513E-11    1.01110E-10     7     1 JGH60|  
    5   1.57879E-11    1.16898E-10     4     2 @$2))g`  
    25    2.20749E-11    1.38973E-10     8     4 X_g 3rv1J  
    26    2.25477E-11    1.61520E-10     8     5 P
w;!uag  
    17   3.27372E-11    1.94257E-10     7     2 ZG du|  
    24   5.08281E-11    2.45085E-10     8     3 ^4`Px/&  
    23   5.72162E-11    3.02302E-10     8     2 v0ES;  
    28   8.28536E-11    3.85155E-10     8     7 |)K]U  
    10   8.37735E-10    1.22289E-09     5     4 (>I`{9x>6  
    27   3.67946E-09    4.90235E-09     8     6 ea00
\  
    22   1.09304E-08    1.58327E-08     8     1 %0mMz.
f  
A^2Uzmzl?  
    11   3.28758E-08    4.87085E-08     6     1 ZJ 77[  
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。 #~.w&~:  
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： t6A:ZmG_  
    ; GHPLOT.MAC u*#ZXW  
    ; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES. " $ew~;z  
f}@jFhr'<  
P b]3&!a  
    CCW      ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW \0H's{uek  
    KAG 9gEssTkts  
    FET 1 -~QHqU.  
    CHG     ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS pKjoi{ Z  
    CFIX      ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS acw4
B5]  
    VIG Xj5~%DZp  
    END 3t0[^cY8=z  
         ; AND TURN ON VIG MODE IF OFF XxaGp95so  
    SSS .003 _"#!e{N|  
           ; SMALL SPOT SIZE HERE "/nNM{^  
    GAW      ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS) 7zv1wb  
    GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1   ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS -#Z bR  
    R .01 ALL   ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE V86Xg:?7  
    PLOT ]d]JXt?)i  
+\{
&2a?  
PT5AA8F  
    GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L   ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004 ( &frUQm  
    PLOT Izv+i*(dl  
DS%\SrC  
2*w:tT8+X  
    GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L   ; THIS MAKES COLORED BINS |K^"3`SJ  
    DRAD .0004 f5GdZ_  
    PLOT >"@?ir  
\AC|?/sH  
!2|=PB' M  
    GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L        ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1 XJ0oS32_wK  
    PER 0 0 0 1 99 v*qQ?S  
    PLOT W},b{NT  
V`-vR2(  
&BvZF  
    GRW      ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW) PDLpNTBf  
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 。 N|Sf=q?Ko  
7lo|dg80  
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： wCHR7X0*b  
//&j<vus  
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： P/ oXDI8  
7HHysNB"w  
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： \Fe_rh  
KnNh9^4"\2  
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。 \@;\t7~  
)C.yF)Ql  
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。 P N*JR  
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。 OGrBUP  
`:eViVl6e  
输出数据： _7D_72  
[,aqQ6S  
RuG-{NF{F  
    --- RGHOST 6 1 0 .5 SURF G8IY#  
                           RAY VECTORS          (X DIR TAN)  (Y DIR TAN)  (INC. ANG.) -OYDe@Wb]  
     SURF             X             Y            Z           ZZ           HH          UNI K"V:<a  
    _____________________________________________________________________________________ 9F^;!  
    OBJ       0.000000     0.000000     0.000000     0.000000 8.750000E-12 ,b$2=JO'f  
    1    0.000000     8.750000     0.442564     0.000000    -0.056702     5.790967 |Cdvfk  
    2    0.000000     8.540210     0.142402     0.000000    -0.086503     1.334779 P=5NKg  
    3    0.000000     8.256701     1.510615     0.000000    -0.246653    15.791928  YOAn4]j  
    4    0.000000     6.624679     0.478579     0.000000    -0.384916     5.591649 %ObD2)s6:^  
    5    0.000000     6.274262     0.388953     0.000000    -0.226690    13.957837 I=O
y-  
     --- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE --- K$ v"Uk  
    6    0.000000     5.481374    -0.886627     0.000000     0.444814 %Z8vdU#l  
        5       0.000000     6.994957    -0.483893     0.000000     1.206445 CWO=0_>2  
        4       0.000000     7.951450    -0.691073     0.000000     0.498903 (Bo bB]~a  
        3       0.000000    10.791512    -2.647176     0.000000     0.470102 L}j0a>=x4  
        2       0.000000    12.783436    -0.319172     0.000000     0.221387 GyC/_ntn  
    1    0.000000    13.505397     1.058091     0.000000    -0.095157 -~4+w  
    2    0.000000    13.193103     0.339970     0.000000    -0.151262 w#^U45y1v  
    3    0.000000    12.414364     3.579028     0.000000    -0.404621 X[W]=yJJ  
    4    0.000000    10.296378     1.164810     0.000000    -0.674892 ~^vC,]hU  
    5    0.000000     9.767857     0.947929     0.000000    -0.369535 p$k\m|t  
    6    0.000000     8.241826     2.077523     0.000000    -0.148082 rQP"Y[  
    7    0.000000     4.247415     0.334421     0.000000    -0.153884 b8f+,2Tk  
    8    0.000000     3.743737     0.107527     0.000000    -0.282387 B/"2.,  
    GHOST REFLECTED FROM SURFACES    1    6 AT SURFACE    9 *g;-H&`  
         X              Y               ZZ             HH a9~"3y  
    --------------------------------------------------------------- +3,|"g::  
        0.00000       -0.828738         0.00000       -0.282387 = c~I .  
光线从表面6反射，然后再从表面1反射，并进入像面，其Y坐标为-0.829mm。 这确实是一个糟糕的鬼像。 9B+wYJp  
如果你在设计过程的早期就发现了这个问题，那么它很容易控制。键入HELP GHOST，然后选择描述控制鬼像的链接。 ,eQ[Fi!!  
9B)(>~q  
这将打开一个描述如何控制鬼像的页面。 A.Bk/N1G  
10.3.1.5 鬼像图像控制 下一个已有目录 &gc`<kLu  
鬼像图像由来自一个或多个折射表面的反射引起。 SYNOPSYS可以评估和控制两种类型：GHOST程序可以显示哪些表面的组合会导致鬼像的产生，而BGI可以评估在镜头系统内的另一个位置形成的鬼像的属性。 +@VYs*&&  
从一个选定的近轴鬼像，为了控图像制弥散斑的大小，输入是 r?
l;I3~  
  M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL
P=H+ #  
在这里，您可以看到控制鬼像所需的简单输入。 您的AANT文件中的命令是 _N3}gFh>  
    M    5 0.1 A PGHOST 6 1 &!35/:~uD  
调整权重使其他像差很好地平衡。 如果我们达到这个目标，鬼像将是以前的1％。 5的目标有点随机; 一个面积更大的鬼像也是一个更暗的鬼像，这猜测是一个很好的开始。 7?)/>lx\>$  
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。