[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。 "q M  
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。 '%ilF1#  
W@r<4?Oat  
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。 VED~
v#.c  
99ZWB  
TY %zw6 #p  
打开MGH对话框 d%qi~koN_  
(i%bQZt^?  
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。 mJ<`/p?:  
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。 _d3Z~cH  
    --- GHOST R 0.01 d"db`8 ;S  
    ID MIT 1 TO 2 UM LENS LJPJENtFIs  
V;MmPNP|  
BT8)t.+
pv  
    GHOST IMAGE ANALYSIS ^_@[1'^  
&nr{-][  
"i#g [x  
    --- R 0.01 ALL o5&b'WUJ=  
    --- END zCo$YP#5_  
     NO.   GHOST SURF       Ymarg        U'marg        Ychief     INTENSITY V':A!  
    _________________________________________________________________________ kEC^_sO"  
CUH u=  
X:Wd%CHP  
    1        2 -   1       -30.0244       -0.3778        7.3095   1.10930E-11 59 g//;35@  
    2        3 -   1        27.2543       -0.3984        4.6907   1.34627E-11 l VD{Y`)  
    3        3 -   2        63.5945       -0.2721        4.1819   2.47264E-12
Yz0fOX  
    4        4 -   1       -46.5167       -0.2920        4.9249   4.62149E-12 ,i}EGW,9q  
    5        4 -   2       -25.1674       -0.3088        6.6272   1.57879E-11 s(Gs?6}>T  
    6        4 -   3       -75.6813       -0.4937        4.4156   1.74591E-12 q7KHx b  
    7        5 -   1       -45.8712       -0.2619        4.0455   4.75247E-12 -JEPh!oTt  
    8        5 -   2       -27.0481       -0.2839        6.4039   1.36686E-11 wg)Bx#>\L:  
    9        5 -   3       -72.6068       -0.4577        2.7558   1.89691E-12 wg0_J<y]  
    10        5 -   4        -3.4550       -0.3402        6.5304   8.37735E-10 |g}r
  
    11        6 -   1         0.5515       -0.5074        4.2824   3.28758E-08 Axb=1_--  
    12        6 -   2        44.1259       -0.4028        8.4078   5.13585E-12 LWqKSNE;  
    13        6 -   3       -38.8865       -0.5677        1.4386   6.61305E-12 0/ 33Z Oc  
    14        6 -   4        67.9018       -0.0930        9.4364   2.16889E-12 ~;$QSO\2h  
    15        6 -   5        66.9185       -0.0241        8.9874   2.23310E-12 Ewkx4,`Ff  
    16        7 -   1       -26.2150       -0.5336      -37.0598   1.45513E-11 <& PU%^Ha  
    17        7 -   2        17.4775       -0.4677       31.7392   3.27372E-11 RICm$
,  
    18      7 -   3       -71.3906       -0.6925     -107.3067   1.96208E-12 t|oIzjKE/  
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： JL#LCU ?  
    CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION KNN{2thy `  
NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE        0.0100 bnkZWw'9  
\8ZVI98  
4"eFR'g  
  NO.  GHOST INTENS.  ACCUM. INTENS.  SURFACES #]1jvB  
_____________________________________________ Xe&9|M  
    6   1.74591E-12    1.74591E-12     4     3 kw z6SObQ  
    9   1.89691E-12    3.64282E-12     5     3 
d<xi/  
    18   1.96208E-12    5.60491E-12     7     3 zx8@4?bK  
    14    2.16889E-12    7.77380E-12     6     4 qY%|Uo  
    15    2.23310E-12    1.00069E-11     6     5 M1/(Xla3  
    3   2.47264E-12    1.24795E-11     3     2 ]pB5cq7o  
    20   3.94955E-12    1.64291E-11     7     5 uHacu<$=  
    19   4.15611E-12    2.05852E-11     7     4 gp$]0~[tO  
    4   4.62149E-12    2.52067E-11     4     1 w
2b(,w  
    7   4.75247E-12    2.99592E-11     5     1 Yg5o!A  
    12    5.13585E-12    3.50950E-11     6     2 )d3C1Pd>  
    13    6.61305E-12    4.17081E-11     6     3 56kqG}mg&  
    21   6.62606E-12    4.83341E-11     7     6 Sx~mc_ekY  
    1    1.10930E-11    5.94271E-11     2     1 4s%zvRu  
    2    1.34627E-11    7.28898E-11     3     1 p3-~cr.LD  
    8   1.36686E-11    8.65584E-11     5     2 #"r_ 3  
    16   1.45513E-11    1.01110E-10     7     1 O251. hXK  
    5   1.57879E-11    1.16898E-10     4     2 E[ -yfP~[  
    25    2.20749E-11    1.38973E-10     8     4 xa_ IdkV  
    26    2.25477E-11    1.61520E-10     8     5 :0%[u(  
    17   3.27372E-11    1.94257E-10     7     2 Z;+;_Cw  
    24   5.08281E-11    2.45085E-10     8     3 >_]Ov
:5  
    23   5.72162E-11    3.02302E-10     8     2 &'PLOyWw  
    28   8.28536E-11    3.85155E-10     8     7 \cX9!lHl  
    10   8.37735E-10    1.22289E-09     5     4 )~$ejS  
    27   3.67946E-09    4.90235E-09     8     6 t vW0 W  
    22   1.09304E-08    1.58327E-08     8     1 K0'p*[yO/j  
Ssir?ZUm   
    11   3.28758E-08    4.87085E-08     6     1 1=>b\"P#E  
在这里，鬼像被分类，最严重的鬼像显示在数据底部，并且它们计算累积的强度，并列出和总结。实际上，累积的鬼像强度，4.87E08主要是来自于那个单独的鬼像，它的强度是3.29E-9。现在我们知道鬼像从哪里来了。让我们看看效果。 4R01QSbd  
为此，打开名为GHPLOT.MAC的MACro。 （通过本课程，您应该知道如何使用MACro编辑器，您可以使用命令EE打开它。）这是MACro： c?c"|.-<p  
    ; GHPLOT.MAC k&K'FaM!  
    ; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES. 6 AY~>p  
8&+u+@H  
.VmRk9Z  
    CCW      ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW if1)AE-  
    KAG 3WGOftLzt  
    FET 1 K-.%1d@$y  
    CHG     ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS :c}PW"0v  
    CFIX      ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS I&1.}{G>F  
    VIG voP#}fD  
    END 1csbuR?  
         ; AND TURN ON VIG MODE IF OFF -4J.YF>  
    SSS .003 -@'RYY=  
           ; SMALL SPOT SIZE HERE `09[25?  
    GAW      ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS) 7D8 pb0`;J  
    GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1   ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS ^s=F<_{  
    R .01 ALL   ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE u!VrMH  
    PLOT 
0+_;6  
54s90  
(r<F@)J  
    GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L   ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004 5!6iAS+I  
    PLOT hJ8B&u(  
PIsXX#`7;  
I|/|\  
    GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L   ; THIS MAKES COLORED BINS WL\*g] K4  
    DRAD .0004 BMU#pK;P]  
    PLOT S.C7%XU  
%we! J%'Y]  
U!lWP#m  
    GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L        ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1 <z wI@i  
    PER 0 0 0 1 99 :|ytw=3>  
    PLOT 0}Qd  
qyBo|AQ5  
ugW.nf*O  
    GRW      ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW) aQ1n1OBr  
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 。 MG,?,1_ &  
H]0(GLvH  
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： UzkX;UA  
s:sk`~2<gd  
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： oJ0 #U  
-s:NF;"  
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： $0;Dk,  
9q<?
xO  
最后，模式4绘图选出了特定的一组反射（我们所需要的）并绘制出一组子午面的扇形光线。 h{VGhkU9f  
>!P !F(  
在这里，光从左边进入变为红色，从表面6反射后变成蓝色，然后在表面1处第二次反射后变成绿色。它确实在像面聚焦，但是有很多球差 所以鬼像不是很尖锐。 -$j|&l  
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。 g _u  
r1xhplHH@  
输出数据： i
zP>w*/nO  
WcE/,<^*  
<o_(,,P%  
    --- RGHOST 6 1 0 .5 SURF 2NqO,B|R  
                           RAY VECTORS          (X DIR TAN)  (Y DIR TAN)  (INC. ANG.) >z69r0)>  
     SURF             X             Y            Z           ZZ           HH          UNI *8xMe  
    _____________________________________________________________________________________ h-RL`X  
    OBJ       0.000000     0.000000     0.000000     0.000000 8.750000E-12 g=n /w  
    1    0.000000     8.750000     0.442564     0.000000    -0.056702     5.790967 x-=qlg&EI  
    2    0.000000     8.540210     0.142402     0.000000    -0.086503     1.334779 BjCg!6`XF  
    3    0.000000     8.256701     1.510615     0.000000    -0.246653    15.791928 X/`M'8v.%  
    4    0.000000     6.624679     0.478579     0.000000    -0.384916     5.591649 ;_=+h,n  
    5    0.000000     6.274262     0.388953     0.000000    -0.226690    13.957837 HFrwf{J  
     --- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE --- $"]*,=-X  
    6    0.000000     5.481374    -0.886627     0.000000     0.444814 "\M^jO  
        5       0.000000     6.994957    -0.483893     0.000000     1.206445 vTUhIFa{  
        4       0.000000     7.951450    -0.691073     0.000000     0.498903 a/H|/CB3  
        3       0.000000    10.791512    -2.647176     0.000000     0.470102 f8836<c  
        2       0.000000    12.783436    -0.319172     0.000000     0.221387 \L{V|}"X  
    1    0.000000    13.505397     1.058091     0.000000    -0.095157 XhG3Of-6  
    2    0.000000    13.193103     0.339970     0.000000    -0.151262 Vi_6O;  
    3    0.000000    12.414364     3.579028     0.000000    -0.404621 ?mJ&zf|B8  
    4    0.000000    10.296378     1.164810     0.000000    -0.674892 '?MT"G  
    5    0.000000     9.767857     0.947929     0.000000    -0.369535 HH9
4?&  
    6    0.000000     8.241826     2.077523     0.000000    -0.148082 B`
<K]ut  
    7    0.000000     4.247415     0.334421     0.000000    -0.153884 'PVxc%[  
    8    0.000000     3.743737     0.107527     0.000000    -0.282387 DDwm
;,eZ  
    GHOST REFLECTED FROM SURFACES    1    6 AT SURFACE    9 <mX EX`?  
         X              Y               ZZ             HH :J6lJ8w ?  
    --------------------------------------------------------------- w_]`)$
9  
        0.00000       -0.828738         0.00000       -0.282387 24Uvi:B?~  
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。 0JM`*f%n  
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。 7S]<?>*  
T1_>qnSz  
这将打开一个描述如何控制鬼像的页面。 sw$$I~21  
10.3.1.5 鬼像图像控制 下一个已有目录 S{#L7S  
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。 $Cx?%X^b  
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~?9'/  
  M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL f*46,`x  
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 *\PCMl  
    M    5 0.1 A PGHOST 6 1 "9bd;Tt:  
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。 Cu&y',ee~  
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。