[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。 Qr4c':
8  
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。 x\
m !3  
Nn],s
Es  
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。 jz_\B(m9%  
OJUH".o  
G#&R/Tc5N  
打开MGH对话框 r1= :B'z  
A7!=`yA$  
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。 0# D4;v  
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。 MXbt`]`_  
    --- GHOST R 0.01 _[8BAm  
    ID MIT 1 TO 2 UM LENS u~,@Zg87  
TM8WaH 
  
FL+^r6DQ  
    GHOST IMAGE ANALYSIS 6^pddGIG  
5sD\4g)HK  
!Qu)JR  
    --- R 0.01 ALL `Tx1?]  
    --- END H=OKm  
     NO.   GHOST SURF       Ymarg        U'marg        Ychief     INTENSITY H[ DrG6GA  
    _________________________________________________________________________ \lVxlc0{?  
*%^Vq  
kETu@la}  
    1        2 -   1       -30.0244       -0.3778        7.3095   1.10930E-11 Hf ]aA_:   
    2        3 -   1        27.2543       -0.3984        4.6907   1.34627E-11 <!#6c :(Q  
    3        3 -   2        63.5945       -0.2721        4.1819   2.47264E-12 ppt`5F O  
    4        4 -   1       -46.5167       -0.2920        4.9249   4.62149E-12 V&x6ru#  
    5        4 -   2       -25.1674       -0.3088        6.6272   1.57879E-11 `2S G{5o;  
    6        4 -   3       -75.6813       -0.4937        4.4156   1.74591E-12 gw0b>E8gZ&  
    7        5 -   1       -45.8712       -0.2619        4.0455   4.75247E-12 :zk69P3  
    8        5 -   2       -27.0481       -0.2839        6.4039   1.36686E-11 sGjYL>*  
    9        5 -   3       -72.6068       -0.4577        2.7558   1.89691E-12 x j6-~<  
    10        5 -   4        -3.4550       -0.3402        6.5304   8.37735E-10 v%(2l|M  
    11        6 -   1         0.5515       -0.5074        4.2824   3.28758E-08 Hf( d x\5  
    12        6 -   2        44.1259       -0.4028        8.4078   5.13585E-12 \8%64ZL`  
    13        6 -   3       -38.8865       -0.5677        1.4386   6.61305E-12 T!.6@g`x>  
    14        6 -   4        67.9018       -0.0930        9.4364   2.16889E-12 Z `FqC  
    15        6 -   5        66.9185       -0.0241        8.9874   2.23310E-12  GU99!.$  
    16        7 -   1       -26.2150       -0.5336      -37.0598   1.45513E-11 Gma)
8X#  
    17        7 -   2        17.4775       -0.4677       31.7392   3.27372E-11 gbOd(ugH  
    18      7 -   3       -71.3906       -0.6925     -107.3067   1.96208E-12 }Wf\\  
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： %zx=rn(K  
    CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION lYkm1  
NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE        0.0100 f(Q-W6  
-`FPR4;  
Xk[;MZ[  
  NO.  GHOST INTENS.  ACCUM. INTENS.  SURFACES $Yh7N5XH,  
_____________________________________________ f5jxF"oGNo  
    6   1.74591E-12    1.74591E-12     4     3 b&s"/Y89  
    9   1.89691E-12    3.64282E-12     5     3 m\~{l=jIS  
    18   1.96208E-12    5.60491E-12     7     3 5tMp@$F\{[  
    14    2.16889E-12    7.77380E-12     6     4 B`,4M&  
    15    2.23310E-12    1.00069E-11     6     5 AyZL(  
    3   2.47264E-12    1.24795E-11     3     2 J1kG'cH05  
    20   3.94955E-12    1.64291E-11     7     5 MY11 5%  
    19   4.15611E-12    2.05852E-11     7     4 :
K{!@=o  
    4   4.62149E-12    2.52067E-11     4     1 B>, O@og  
    7   4.75247E-12    2.99592E-11     5     1 ZW\}4q;[A  
    12    5.13585E-12    3.50950E-11     6     2 j#e^PK <  
    13    6.61305E-12    4.17081E-11     6     3 1PLxc)LsG  
    21   6.62606E-12    4.83341E-11     7     6 {VqcZhqy/l  
    1    1.10930E-11    5.94271E-11     2     1 $CXKeWS=Q.  
    2    1.34627E-11    7.28898E-11     3     1 ^Wk.D-  
    8   1.36686E-11    8.65584E-11     5     2 R1Jj 3k  
    16   1.45513E-11    1.01110E-10     7     1 ;2X/)sxWz  
    5   1.57879E-11    1.16898E-10     4     2 |7XV!D!\g  
    25    2.20749E-11    1.38973E-10     8     4 (orO=gST-/  
    26    2.25477E-11    1.61520E-10     8     5 G%N3h'zDi  
    17   3.27372E-11    1.94257E-10     7     2 W#1t%hT$  
    24   5.08281E-11    2.45085E-10     8     3 zx  
    23   5.72162E-11    3.02302E-10     8     2 9 z_9yT  
    28   8.28536E-11    3.85155E-10     8     7 FL-yt  
    10   8.37735E-10    1.22289E-09     5     4 ki`7S  
    27   3.67946E-09    4.90235E-09     8     6 <=KtRE>$  
    22   1.09304E-08    1.58327E-08     8     1 Q)oO*CnM!-  
=#qf0  
    11   3.28758E-08    4.87085E-08     6     1 @?,iy?BSG  
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。 *G|w#-\.c  
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：
L' w }  
    ; GHPLOT.MAC ]AjDe]  
    ; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES. ]<\FtH  
-A}U^-'a}  
mouLjT&p  
    CCW      ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW Zi$v-b*<  
    KAG I@x^`^+l  
    FET 1 MpZ #  
    CHG     ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS k.b->U  
    CFIX      ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS ~Dsz9 f  
    VIG Hk)IV"[R  
    END u;$g13  
         ; AND TURN ON VIG MODE IF OFF 6 Fz?'Xf  
    SSS .003 'xO5Le(=M  
           ; SMALL SPOT SIZE HERE 58FjzW  
    GAW      ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS) 0"q^`@sZ  
    GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1   ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS tz0_S7h  
    R .01 ALL   ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE s?h=%;T[  
    PLOT 3\J-=U  
"o+E9'Dm  
7aAT  
    GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L   ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004 l#!p?l  
    PLOT |TCHPKN  
I7!+~uX  
qcYF&
 
    GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L   ; THIS MAKES COLORED BINS [v7)xV@c  
    DRAD .0004 f|
eUpf%)  
    PLOT 7g'jg7  
\4;}S&`k  
@f<q&K%FJ  
    GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L        ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1 q/I':a[1  
    PER 0 0 0 1 99 ;0j 8Xj  
    PLOT yb)!jLnH  
~j}7Fre  
yk1.fxik'  
    GRW      ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW)
I$Z8]&m  
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 。 $LxfdSa  
{(o$? =  
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： LQy`,-&  
R*m=V{iu`  
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： %bs6Uy5g)a  
,MH9e!  
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： ``l7|b jJ  
,yZvT7  
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。 y[ikpp#ozY  
!'E{D`A9  
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。 VK7lm|J+  
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。 /uXEh61$8  
. 4$SNzv3V  
输出数据： lRIS&9vA3  
_*(n2'2B  
5W UM"eBwL  
    --- RGHOST 6 1 0 .5 SURF gpo+-NnG  
                           RAY VECTORS          (X DIR TAN)  (Y DIR TAN)  (INC. ANG.) G}MJWf Hl  
     SURF             X             Y            Z           ZZ           HH          UNI I/F3%'O  
    _____________________________________________________________________________________ $Tc"7nYu  
    OBJ       0.000000     0.000000     0.000000     0.000000 8.750000E-12 lwY2zX&%)/  
    1    0.000000     8.750000     0.442564     0.000000    -0.056702     5.790967 D_n(T')  
    2    0.000000     8.540210     0.142402     0.000000    -0.086503     1.334779 -F&4<\=+  
    3    0.000000     8.256701     1.510615     0.000000    -0.246653    15.791928 v61'fQ1Qg!  
    4    0.000000     6.624679     0.478579     0.000000    -0.384916     5.591649 *
3,Kn}ik  
    5    0.000000     6.274262     0.388953     0.000000    -0.226690    13.957837 =Zg%& J  
     --- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE --- Tc{n]TV  
    6    0.000000     5.481374    -0.886627     0.000000     0.444814 F_Pv\?35z  
        5       0.000000     6.994957    -0.483893     0.000000     1.206445 $)V_oQSqn  
        4       0.000000     7.951450    -0.691073     0.000000     0.498903 6*!
R'  
        3       0.000000    10.791512    -2.647176     0.000000     0.470102 3,x|w  
        2       0.000000    12.783436    -0.319172     0.000000     0.221387 ZS@Gt  
    1    0.000000    13.505397     1.058091     0.000000    -0.095157 ^e<"`e  
    2    0.000000    13.193103     0.339970     0.000000    -0.151262 -d|Q|zF^x  
    3    0.000000    12.414364     3.579028     0.000000    -0.404621 d[cqs9=
\  
    4    0.000000    10.296378     1.164810     0.000000    -0.674892 >?pWbL  
    5    0.000000     9.767857     0.947929     0.000000    -0.369535 -#9Hb.Q;  
    6    0.000000     8.241826     2.077523     0.000000    -0.148082 QT!!KTf  
    7    0.000000     4.247415     0.334421     0.000000    -0.153884 &zGf`Zi6*%  
    8    0.000000     3.743737     0.107527     0.000000    -0.282387 aGl
*h"&  
    GHOST REFLECTED FROM SURFACES    1    6 AT SURFACE    9 c^4^z"Mo`  
         X              Y               ZZ             HH 1c$<z
~  
    --------------------------------------------------------------- ^oL43#Nlo  
        0.00000       -0.828738         0.00000       -0.282387 e58  
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。 p "J^  
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。 ~^6[SbVb  
#_A <C+[  
这将打开一个描述如何控制鬼像的页面。 k|O?
qE1hP  
10.3.1.5 鬼像图像控制 下一个已有目录 B4/0t:
^I  
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。 |=dmxfj@  
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 \`nRgYSE  
  M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL V_>)m3zsL  
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 -{ae  
    M    5 0.1 A PGHOST 6 1 NI@$"  
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。 POnI&y]
  
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。