鬼像分析:SYNOPSYS 光学设计软件
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你的镜头在看起来很好，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。这不是一个好现象，而且这种情况经常发生。 i t ,i^32|
为了避免这种意外，SYNOPSYS提供了一套强大的分析功能，您应该了解这些功能，并在适当的时候使用它们。它们可以在MGH对话框(菜单、鬼像图像)中找到，并且通过这些工具，您可以在设计的早期发现问题，并在完成前纠正它们。 ,6}HAC $
为了避免这种意外，SYNOPSYS提供了一套强大的分析功能，您应该了解这些功能，并在适当的时候使用它们。它们可以在MGH对话框(菜单、鬼像图像)中找到，并且通过这些工具，您可以在设计的早期发现问题，并在完成前纠正它们。 ?M;2H {KG:
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。 这要记住很多 - 但不要担心，SYNOPSYS有分析的工具。 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。 AVOzx00U
 %njX'7^u
被鬼像图像困扰时它并不是很明显，但是这种情况很少见。我们来看看吧。打开MGH对话框 `]FA} wC
 *,%H1)Tj}
在左上角是GHOST按钮。这一特性用于仅使用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。 K Ce =$
你会得到两张数字表。首先分析所有表面的组合;输出的一部分如下所示。
PnFU{N
--- GHOST R 0.01 ]V6<h Psi
ID MIT 1 TO 2 UM LENS zob^z@2
/wljb b/s
GHOST IMAGE ANALYSIS $`i$/FE
(VO)
Q
--- R 0.01 ALL e/r41
--- END X<x"\ Yk
NO. GHOST SURF Ymarg U'marg Ychief INTENSITY ipQJn_:2
_________________________________________________________________________ 0 oEw1!cY
2rB$&>}T
1 2 - 1 -30.0244 -0.3778 7.3095 1.10930E-11 N~;=*) _VH
2 3 - 1 27.2543 -0.3984 4.6907 1.34627E-11 d8C?m*3 J
3 3 - 2 63.5945 -0.2721 4.1819 2.47264E-12 Tt `|26/
4 4 - 1 -46.5167 -0.2920 4.9249 4.62149E-12 X{| 1E85fl
5 4 - 2 -25.1674 -0.3088 6.6272 1.57879E-11 \wCj$- ;Jt
6 4 - 3 -75.6813 -0.4937 4.4156 1.74591E-12 <?yAIhgN*
7 5 - 1 -45.8712 -0.2619 4.0455 4.75247E-12 ecA:y! N
8 5 - 2 -27.0481 -0.2839 6.4039 1.36686E-11 jJQ6]ucw a
9 5 - 3 -72.6068 -0.4577 2.7558 1.89691E-12 jF<Y,(C\
10 5 - 4 -3.4550 -0.3402 6.5304 8.37735E-10 _UT>,c;h
11 6 - 1 0.5515 -0.5074 4.2824 3.28758E-08 (Q o
12 6 - 2 44.1259 -0.4028 8.4078 5.13585E-12 D(Pd?iQIO
13 6 - 3 -38.8865 -0.5677 1.4386 6.61305E-12 c+f~>AaI
14 6 - 4 67.9018 -0.0930 9.4364 2.16889E-12 JX7_/P
15 6 - 5 66.9185 -0.0241 8.9874 2.23310E-12 L~ "~C(g
16 7 - 1 -26.2150 -0.5336 -37.0598 1.45513E-11 >~){KV1~
17 7 - 2 17.4775 -0.4677 31.7392 3.27372E-11 -;a}'1HOE
18 7 - 3 -71.3906 -0.6925 -107.3067 1.96208E-12 ax [-907
/+1+6MqRn*
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： 94=Wy-
CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION %C" wU AY
NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE 0.0100 :@y!5[88!
|g;hXr#~
NO. GHOST INTENS. ACCUM. INTENS. SURFACES P p7}|/
_____________________________________________ |_&vW \
6 1.74591E-12 1.74591E-12 4 3 3!_y@sWx
9 1.89691E-12 3.64282E-12 5 3 WNrgqyM
18 1.96208E-12 5.60491E-12 7 3 b6RuYwHWV0
14 2.16889E-12 7.77380E-12 6 4 F-R4S^eV
15 2.23310E-12 1.00069E-11 6 5 = 7d{lK
3 2.47264E-12 1.24795E-11 3 2 ( MWh|kp
20 3.94955E-12 1.64291E-11 7 5 R+Dx#Wn I
19 4.15611E-12 2.05852E-11 7 4 jut Eb@nog
4 4.62149E-12 2.52067E-11 4 1 ]OL
O~2j
7 4.75247E-12 2.99592E-11 5 1 &#;vR 0O
12 5.13585E-12 3.50950E-11 6 2 |a%&7-;
13 6.61305E-12 4.17081E-11 6 3 (TM1(<j
21 6.62606E-12 4.83341E-11 7 6 N\ChA]Ck
1 1.10930E-11 5.94271E-11 2 1 jAB~XaT ,
2 1.34627E-11 7.28898E-11 3 1 Wz)s#
8 1.36686E-11 8.65584E-11 5 2 a x4V(
16 1.45513E-11 1.01110E-10 7 1 3,DUT{2
5 1.57879E-11 1.16898E-10 4 2 )cJ9YKKy
25 2.20749E-11 1.38973E-10 8 4 1//d68*"
26 2.25477E-11 1.61520E-10 8 5 &m& Z^CA
17 3.27372E-11 1.94257E-10 7 2 w6zB uW
24 5.08281E-11 2.45085E-10 8 3 L:nZ _O;
23 5.72162E-11 3.02302E-10 8 2 FloCR=^H
28 8.28536E-11 3.85155E-10 8 7 : KhA f2A
10 8.37735E-10 1.22289E-09 5 4 m/Ou$
27 3.67946E-09 4.90235E-09 8 6 hm*1w6 =
22 1.09304E-08 1.58327E-08 8 1 "#\\p~D/<
11 3.28758E-08 4.87085E-08 6 1 0 "o% =i;
_CN5,mLNRk
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。 k%YvJ XL
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： 2kzm(K
; GHPLOT.MAC b-ZC~#?|b
; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES. ;|*o^9q
VRQ'sn@
CCW ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW T}d% X MXq
KAG 1vk& ;
FET 1 L9ECF;)
CHG ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS d#xi_L!
CFIX ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS !E"&#>r
VIG VN6h:-&iY
END i,|2F9YH
; AND TURN ON VIG MODE IF OFF TR}ztf[e
SSS .003 t1"-3afe
; SMALL SPOT SIZE HERE x8
:
GAW ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS) #~QkS_
GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1 ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS 5q4sxY9T
R .01 ALL ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE 9jW/"
PLOT MG6taOO!
hDBVL"
GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004 P(AcDG6K
PLOT 3"afrA
s[6y|{&ze
GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L ; THIS MAKES COLORED BINS xNDX(_U>\
DRAD .0004 j0P+< @y
PLOT |uL"/cMW7
P5,X,-eG
GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1 v t8z=O
PER 0 0 0 1 99 T7 +_/
Qh
PLOT d0ZbusHHb
:+u K1N
GRW ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW) <E/" v
P(h[QAM
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。 c *R?eLt/
 RO H 2KSt
由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： ,Hq*zc c
 ^q{=mf`
在视场中间确实有一个黑暗的斑点。 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： \ k&(D*u
 oMdqg4HUF
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： 3jx5Lou)&
 e:2e5gz
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。 =6Z$nc
R
 hf#[Vns
在这里，光从左边进入变为红色，从表面6反射后变成蓝色，然后在表面1处第二次反射后变成绿色。它确实几乎在像面聚焦，但是有很多球差 所以鬼像不是很尖锐。 \ct7~!qM
再看一下MGH对话框，您会看到我们还没有使用过的其他四个功能。 让我们在0.5区追迹真实鬼影的路径。填写框 如图所示，然后单击RGHOST按钮。 eD<Kk 4){
 aG&ay3[&
输出数据： nG B jxhl
--- RGHOST 6 1 0 .5 SURF M{)7C,'
RAY VECTORS (X DIR TAN) (Y DIR TAN) (INC. ANG.) ?-.Qv1hs6p
SURF X Y Z ZZ HH UNI "WPFZw:9
_____________________________________________________________________________________ gFBMARxi
OBJ 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 8.750000E-12 >U4hsr05
1 0.000000 8.750000 0.442564 0.000000 -0.056702 5.790967 cHr.7 w
2 0.000000 8.540210 0.142402 0.000000 -0.086503 1.334779 Wbra*LNU
3 0.000000 8.256701 1.510615 0.000000 -0.246653 15.791928 C{g Y*+
4 0.000000 6.624679 0.478579 0.000000 -0.384916 5.591649 *(c><N
5 0.000000 6.274262 0.388953 0.000000 -0.226690 13.957837 1 UyQ``v/
--- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE --- 22`N(_
6 0.000000 5.481374 -0.886627 0.000000 0.444814 ~r%>x
5 0.000000 6.994957 -0.483893 0.000000 1.206445 <OR f{
4 0.000000 7.951450 -0.691073 0.000000 0.498903 )wFr%wNe
3 0.000000 10.791512 -2.647176 0.000000 0.470102 (bT3
r_
2 0.000000 12.783436 -0.319172 0.000000 0.221387 ;giW
1 0.000000 13.505397 1.058091 0.000000 -0.095157 vBR W5@
2 0.000000 13.193103 0.339970 0.000000 -0.151262
4|yZA*Q^
3 0.000000 12.414364 3.579028 0.000000 -0.404621 sD_"
4 0.000000 10.296378 1.164810 0.000000 -0.674892 cwK+{*ZH/
5 0.000000 9.767857 0.947929 0.000000 -0.369535 ICb T{Mla
6 0.000000 8.241826 2.077523 0.000000 -0.148082 v8PH(d2{@
7 0.000000 4.247415 0.334421 0.000000 -0.153884 )U$]J*LI
8 0.000000 3.743737 0.107527 0.000000 -0.282387 zLeId83>
GHOST REFLECTED FROM SURFACES 1 6 AT SURFACE 9 +WGL`RP
X Y ZZ HH 9gS.G2
--------------------------------------------------------------- Hf^Tok^6@]
0.00000 -0.828738 0.00000 -0.282387 ~YYg~6}vV
;Xz ay|
光线从表面6反射，然后再从1反射，并进入像面，其Y坐标为-0.829mm。 这可能确实是一个糟糕的鬼像。 VOmWRy"L
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。 ,:G3 Y
)
 *CnrzrKtQ
这将打开一个描述如何控制鬼像的页面。 !uno!wUIYd
10.3.1.5 鬼像图像控制 下一个已有目录 c2$&pZ
M
鬼像图像由来自一个或多个折射表面的反射引起。 SYNOPSYS可以评估和控制两种类型：GHOST程序可以显示哪些表面组合在产生图像表面上的鬼像，而BGI可以评估在镜头系统内的另一个位置形成的鬼像的属性。 J &<uP)<
从一个选定的近轴鬼像，为了控图像制模糊的大小，输入是 QqS?-
M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL c[a1
Md&
C/sDyv$
在这里，您可以看到控制鬼像所需的简单输入。 您的AANT文件中的合适请求可能是 E#cW3\)
M 5 0.1 A PGHOST 6 1 dE[_]2];P
T - 'B-g
调整权重使其他像差很好地平衡。 如果我们达到这个目标，鬼像将比以前大约1％。 5的目标有点随机; 一个更大的鬼像也是一个更浅的鬼像，这猜测是一个很好的开始 GNv5yWQ@
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影和另一种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。
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