鬼像分析:SYNOPSYS 光学设计软件
JMl, N 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。 jb#1&L14 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。 8ItCfbqa6 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。 QE`:jxyad 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。 {Zd)U "
F}VS) 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 2^k^"<h5j
Q>06dO~z8 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。 >llwNT 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。 S|O%h}AH; --- GHOST R 0.01 J7 Oa})-+' ID MIT 1 TO 2 UM LENS Lqz}&A
c,{& GHOST IMAGE ANALYSIS fwar8
i1 P22y5z~ --- R 0.01 ALL '? !7 Be --- END [<@A8Q5,y NO. GHOST SURF Ymarg U'marg Ychief INTENSITY ]k3GFPw _________________________________________________________________________ 8k* 4F1.D9u 1 2 - 1 -30.0244 -0.3778 7.3095 1.10930E-11 3.GdKP.% 2 3 - 1 27.2543 -0.3984 4.6907 1.34627E-11 @[[Cs*- 3 3 - 2 63.5945 -0.2721 4.1819 2.47264E-12 ouu-wQ|(mM 4 4 - 1 -46.5167 -0.2920 4.9249 4.62149E-12 a{%52B" 5 4 - 2 -25.1674 -0.3088 6.6272 1.57879E-11 JaB tX' 6 4 - 3 -75.6813 -0.4937 4.4156 1.74591E-12 2s]]!{Z# 7 5 - 1 -45.8712 -0.2619 4.0455 4.75247E-12 "`V"2zZlj 8 5 - 2 -27.0481 -0.2839 6.4039 1.36686E-11 h!X'SGK 9 5 - 3 -72.6068 -0.4577 2.7558 1.89691E-12 6@ (k8<3 10 5 - 4 -3.4550 -0.3402 6.5304 8.37735E-10 h~^qG2TYWq 11 6 - 1 0.5515 -0.5074 4.2824 3.28758E-08 nf+"vr}1 12 6 - 2 44.1259 -0.4028 8.4078 5.13585E-12 _z"ci$[ 13 6 - 3 -38.8865 -0.5677 1.4386 6.61305E-12 ?*MV
^IY 14 6 - 4 67.9018 -0.0930 9.4364 2.16889E-12 ~8n~4 15 6 - 5 66.9185 -0.0241 8.9874 2.23310E-12 y<Z#my$`|n 16 7 - 1 -26.2150 -0.5336 -37.0598 1.45513E-11 1z$}*` 17 7 - 2 17.4775 -0.4677 31.7392 3.27372E-11 EFT02#F_f 18 7 - 3 -71.3906 -0.6925 -107.3067 1.96208E-12 ]'bQ(<^# {TcbCjyw 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: >8Yrmq CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION \CEnOq NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE 0.0100 04T*\G^:= hj m.Ath NO. GHOST INTENS. ACCUM. INTENS. SURFACES BW(DaNt^ _____________________________________________ 41fm} 6 1.74591E-12 1.74591E-12 4 3 qkR,<"C|` 9 1.89691E-12 3.64282E-12 5 3 \I o?ul}za 18 1.96208E-12 5.60491E-12 7 3 41+E U Mc 14 2.16889E-12 7.77380E-12 6 4 "YdDaj</ 15 2.23310E-12 1.00069E-11 6 5 |
xErA 3 2.47264E-12 1.24795E-11 3 2 Ry*I~<m 20 3.94955E-12 1.64291E-11 7 5 +%cr?g 19 4.15611E-12 2.05852E-11 7 4 zLIa! -C 4 4.62149E-12 2.52067E-11 4 1 XQg%*Rw+t 7 4.75247E-12 2.99592E-11 5 1 6jy n,GU 12 5.13585E-12 3.50950E-11 6 2 *{p&Fy55 13 6.61305E-12 4.17081E-11 6 3 QWQ6j#` 21 6.62606E-12 4.83341E-11 7 6 {0Ol/N;|D 1 1.10930E-11 5.94271E-11 2 1 0Ts_"p 2 1.34627E-11 7.28898E-11 3 1 >i#_)th"U! 8 1.36686E-11 8.65584E-11 5 2 tV}ajs 16 1.45513E-11 1.01110E-10 7 1 ]mLTF',5 5 1.57879E-11 1.16898E-10 4 2 l4B O@ 25 2.20749E-11 1.38973E-10 8 4 Hh'14n&W 26 2.25477E-11 1.61520E-10 8 5 pmpn^ZR 17 3.27372E-11 1.94257E-10 7 2 vM>`CZ 24 5.08281E-11 2.45085E-10 8 3 pl^"1Z=* 23 5.72162E-11 3.02302E-10 8 2 odT7Gq 28 8.28536E-11 3.85155E-10 8 7 F~0%j}ve 10 8.37735E-10 1.22289E-09 5 4 }rAN2D]"} 27 3.67946E-09 4.90235E-09 8 6 Xe^=(| M 22 1.09304E-08 1.58327E-08 8 1 X-) ]lAP 11 3.28758E-08 4.87085E-08 6 1 0tm "kzy )V =K#MCK 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。 r7BH{>- 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: d}B_ll#j- ; GHPLOT.MAC dmMr8-w ; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES. QIz N#;g hZ / CCW ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW <cS7L0h KAG c+K=pp@ FET 1 nJ0eZBgB] CHG ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS $(mdz)Cfy CFIX ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS >b"z`{tE VIG ..]X< END a>jI_)L ; AND TURN ON VIG MODE IF OFF PC(iqL8r SSS .003 `]I5WTt*X ; SMALL SPOT SIZE HERE O.8m%ZjD GAW ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS) YH+\rb_ GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1 ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS IqJ=\ R .01 ALL ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE 3f.Gog PLOT Am`A[rV0 N~<}\0 GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004 i}{Q\#=# PLOT $=QO_t)? NF.6(PG| GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L ; THIS MAKES COLORED BINS ,(kXF: DRAD .0004 m~IWazj;A PLOT >oaEG5%d 5i-;bLm GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1 +
d)~;I$ PER 0 0 0 1 99 |[7$) $ PLOT X^ ]$/rI) kITmo"$K GRW ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW) ymVd94L U;dt-3?=.h 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。 ?D 9#dGK
w^6N
:]d 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: ){|Lh(
"X}F%:HL 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: 4J2F>m40
d3J_IW+8R$ 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: )$N{(Cke2T
V>j` 最后,模式4绘图选出了特定的一组反射(我们所需要的)并绘制出一组子午面的扇形光线。 W$&Ets8zo
x9
L\" 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。 BU{V,|10a 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。 Zd/~ *ZA
l'8TA~ 输出数据: m)2hl~o_ --- RGHOST 6 1 0 .5 SURF &{{f|o=u. RAY VECTORS (X DIR TAN) (Y DIR TAN) (INC. ANG.) ;pK"N:| SURF X Y Z ZZ HH UNI j?) `VLZ _____________________________________________________________________________________ QjbPBk Q OBJ 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 8.750000E-12 vszAr(
t 1 0.000000 8.750000 0.442564 0.000000 -0.056702 5.790967 BFu9KS+@) 2 0.000000 8.540210 0.142402 0.000000 -0.086503 1.334779 Z`KXXlJ^i 3 0.000000 8.256701 1.510615 0.000000 -0.246653 15.791928 PBnn,# 4 0.000000 6.624679 0.478579 0.000000 -0.384916 5.591649 6U3@-+lF 5 0.000000 6.274262 0.388953 0.000000 -0.226690 13.957837 Y[]t_o) --- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE --- T0)y5 6 0.000000 5.481374 -0.886627 0.000000 0.444814 0|vWwZq 5 0.000000 6.994957 -0.483893 0.000000 1.206445 +ANIm^@ 4 0.000000 7.951450 -0.691073 0.000000 0.498903 =+\oL!^ 3 0.000000 10.791512 -2.647176 0.000000 0.470102 y+x>{!pw 2 0.000000 12.783436 -0.319172 0.000000 0.221387 >{=RQgGy 1 0.000000 13.505397 1.058091 0.000000 -0.095157 rmoEc]kt] 2 0.000000 13.193103 0.339970 0.000000 -0.151262 /k Vc7LC 3 0.000000 12.414364 3.579028 0.000000 -0.404621 7ij=%if2@k 4 0.000000 10.296378 1.164810 0.000000 -0.674892 k~F/Ho+R& 5 0.000000 9.767857 0.947929 0.000000 -0.369535 3`q`W9 6 0.000000 8.241826 2.077523 0.000000 -0.148082 ?q&mI* j! 7 0.000000 4.247415 0.334421 0.000000 -0.153884 [6qP; 8 0.000000 3.743737 0.107527 0.000000 -0.282387 y_r6T
XnGL GHOST REFLECTED FROM SURFACES 1 6 AT SURFACE 9 f#MN-1[67 X Y ZZ HH 55KL^+-~ --------------------------------------------------------------- \~1+T 0.00000 -0.828738 0.00000 -0.282387 He23<hd! P6'I:/V 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。 d7gSkna`5c 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。 0P
>dXd)T
] 6B!eB
! 这将打开一个描述如何控制鬼像的页面。 q0<`XDD` 10.3.1.5 鬼像图像控制 下一个已有目录 QX|K(`of 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。 KPqI( 从一个选定的近轴鬼像,为了控图像制模糊的大小,输入是 :M`BVZ1t M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL ~'mhC46d y~ LVK8 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 U\6DEnII?! M 5 0.1 A PGHOST 6 1 7NEn+OI4 ,' B=eY, 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 =Ji:nEl]z 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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