SYNOPSYS 光学设计软件课程三十二：鬼像分析
qfP"UAc{/
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。 B[/['sD
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。 +?5Uy*$
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。 q%kj[ZOY$]
 <j1d~XU}
打开MGH对话框 5)>ZO)F&
 ug6f
在左上角是GHOST按钮。这一特性用于近轴光线追迹来寻找鬼像，当然，它所发现的鬼像与真实光线形成的鬼像有所不同。尽管如此，结果通常很接近，你可以看到问题出现的地方。你可以给镜头中的任何一个或所有的表面分配反射系数，当程序估计它发现的每一个鬼像的强度时，它会考虑这些值。对话框以默认的1%反射率打开，应用于所有的镜头表面。单击GHOST按钮。 WP@JrnxO\`
你会得到如下数据。首先分析所有表面的组合;输出的一部分如下所示。 ?m9UhLeaS=
--- GHOST R 0.01 C`th^ dqBV
ID MIT 1 TO 2 UM LENS Rqb{)L
X*
hA1gkEM2o
GHOST IMAGE ANALYSIS ({H+ y
9n
; LF)u2x=
--- R 0.01 ALL s?G'l=CcKu
--- END cxP9n8CuT
NO. GHOST SURF Ymarg U'marg Ychief INTENSITY l eb^,1/D6
_________________________________________________________________________ d0}% %T
rm)SfT<
1 2 - 1 -30.0244 -0.3778 7.3095 1.10930E-11 ?;r8SowZ7
2 3 - 1 27.2543 -0.3984 4.6907 1.34627E-11 kTi PZZI
3 3 - 2 63.5945 -0.2721 4.1819 2.47264E-12 %M;_(jda
4 4 - 1 -46.5167 -0.2920 4.9249 4.62149E-12 ghJ,s|lH
5 4 - 2 -25.1674 -0.3088 6.6272 1.57879E-11 Gkodk[VuLs
6 4 - 3 -75.6813 -0.4937 4.4156 1.74591E-12 Lr24bv\
7 5 - 1 -45.8712 -0.2619 4.0455 4.75247E-12 Z *)y.i `
8 5 - 2 -27.0481 -0.2839 6.4039 1.36686E-11 k qY3r &
9 5 - 3 -72.6068 -0.4577 2.7558 1.89691E-12 z"s%# /#
10 5 - 4 -3.4550 -0.3402 6.5304 8.37735E-10 CNpe8M=/3
11 6 - 1 0.5515 -0.5074 4.2824 3.28758E-08 K5)yM @cq
12 6 - 2 44.1259 -0.4028 8.4078 5.13585E-12 GOZQ5m
-
13 6 - 3 -38.8865 -0.5677 1.4386 6.61305E-12 4* D fI
14 6 - 4 67.9018 -0.0930 9.4364 2.16889E-12 Dc&9emKI
15 6 - 5 66.9185 -0.0241 8.9874 2.23310E-12 az \<sWb#
16 7 - 1 -26.2150 -0.5336 -37.0598 1.45513E-11 LpiHoavv
17 7 - 2 17.4775 -0.4677 31.7392 3.27372E-11 IB# iJ# ,
18 7 - 3 -71.3906 -0.6925 -107.3067 1.96208E-12 Av;q: x?
35%[D Ukb
在Ymarg标题下，注意表面6和1组合的最小值0.5515。这告诉您从表面6反射，然后从表面1反射的光将到达像面，形成（近轴）弥散斑半径约1/2毫米。 这可能是个问题。 如果您的镜头很长，通过检查第二个列表更容易找出问题鬼像： x#:BE
CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION M8#*zCp {5
NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE 0.0100 StdS$XW
22a l
NO. GHOST INTENS. ACCUM. INTENS. SURFACES
/.| A
_____________________________________________ 6HEqm>Yau
6 1.74591E-12 1.74591E-12 4 3 ;Txv -lfS
9 1.89691E-12 3.64282E-12 5 3 u^aFj%}]L
18 1.96208E-12 5.60491E-12 7 3 KT LbqSS\
14 2.16889E-12 7.77380E-12 6 4 ?2?S[\@`0U
15 2.23310E-12 1.00069E-11 6 5 ]M +V SU
3 2.47264E-12 1.24795E-11 3 2 v ]/OAH6D
20 3.94955E-12 1.64291E-11 7 5 Bg 7j5
19 4.15611E-12 2.05852E-11 7 4 ,TKs/-_?
4 4.62149E-12 2.52067E-11 4 1 AK@`'$
7 4.75247E-12 2.99592E-11 5 1 l\T!)Ql
12 5.13585E-12 3.50950E-11 6 2 f.aB?\"f6
13 6.61305E-12 4.17081E-11 6 3 Z#OhYm+y
21 6.62606E-12 4.83341E-11 7 6 z_:eM7]jv
1 1.10930E-11 5.94271E-11 2 1 wDT>">&d
2 1.34627E-11 7.28898E-11 3 1 LC,*H0
8 1.36686E-11 8.65584E-11 5 2 9lZAa8Rx i
16 1.45513E-11 1.01110E-10 7 1 <THZ2`tTK3
5 1.57879E-11 1.16898E-10 4 2 T}L^ CU0
25 2.20749E-11 1.38973E-10 8 4 ?Y? gzD
26 2.25477E-11 1.61520E-10 8 5 z. 2r@Psk
17 3.27372E-11 1.94257E-10 7 2 |+Hp+9 J
24 5.08281E-11 2.45085E-10 8 3 V- K L%
23 5.72162E-11 3.02302E-10 8 2 [K cki+
28 8.28536E-11 3.85155E-10 8 7 A9\]3 LY
10 8.37735E-10 1.22289E-09 5 4 fB f 4]^
27 3.67946E-09 4.90235E-09 8 6 F`Dg*O
22 1.09304E-08 1.58327E-08 8 1 KP[N uXA`
11 3.28758E-08 4.87085E-08 6 1 [x2JFS#4
! US8aT
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。 <*s"e)XeqF
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： &a%WM
; GHPLOT.MAC N J;"jQ-
; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES. 7|&e[@B
Y7<zm}=(/
CCW ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW @~m=5C
KAG mu6039qy
FET 1 YCa@R!M *O
CHG ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS
]pW86L%
CFIX ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS ?z2jk
VIG _iG2J&1'L
END Nls83 W
; AND TURN ON VIG MODE IF OFF k: b/Gq`
SSS .003 v,/[&ASz
; SMALL SPOT SIZE HERE ifXW
GAW ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS) ;B&^yj&;
GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1 ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS QBy{| sQ`
R .01 ALL ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE /b{o3, #.M
PLOT z;i4N3-:
" -w ^D!C
GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004 \7pipde
PLOT s}6+8 fE"
kOw=c Gt
GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L ; THIS MAKES COLORED BINS > ^a$
DRAD .0004 DH
6q7"@
PLOT y|$R`P
rwi w
Rh
GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1 RFw(]o,9cR
PER 0 0 0 1 99 ~12_D'8D[
PLOT MkwU<ae AB
qAo AUD m
GRW ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW) PU W[e%
{Fbg]'FQ
GHPLOT有四种模式，在继续之前，最好先阅读他们。 由于此MACro已经在编辑器中，只需选择字符GHPLOT，然后查看TrayPrompt 。 geksjVwPH
 tR kF
于这是一个多行命令，因此提示无法显示整个格式，但如果在显示提示时按F2键，则帮助文件将打开索引中的该部分。 我们将在本课中使用所有四种模式。 对GHPLOT的第一次调用使用模式1，生成在图像平面上HBAR = 0.5处的对象点叠加的所有鬼像图像： 8{dEpV*
 6?N4l ]l
在视场中间确实有一个黑色的斑点。 这可能是我们之前标记过的鬼像。 模式2分析显示与倾斜透视图相同的能量分布： z~,mRgc$B
 ZWO)tVw9G
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： U4BqO
:sd
 \K;op2
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。 8".2)W4*
 -."kq.m*
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。 +b^ ]Pz5
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。 OTj,O77k
 i}v9ut]B
输出数据： t8QRi! \=
--- RGHOST 6 1 0 .5 SURF ;j{7!GeKa
RAY VECTORS (X DIR TAN) (Y DIR TAN) (INC. ANG.) ]4`t \Y aT
SURF X Y Z ZZ HH UNI owv S/"@
_____________________________________________________________________________________ <47k @Ym
OBJ 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 8.750000E-12 &iNwvA%9D
1 0.000000 8.750000 0.442564 0.000000 -0.056702 5.790967 En(7(qP6}
2 0.000000 8.540210 0.142402 0.000000 -0.086503 1.334779 i31<].|kA*
3 0.000000 8.256701 1.510615 0.000000 -0.246653 15.791928 iK#/w1`
4 0.000000 6.624679 0.478579 0.000000 -0.384916 5.591649 8V9 [a*9
5 0.000000 6.274262 0.388953 0.000000 -0.226690 13.957837 [#Y' dFQ
--- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE --- jNA1O68 N
6 0.000000 5.481374 -0.886627 0.000000 0.444814 >{C\H.N
5 0.000000 6.994957 -0.483893 0.000000 1.206445 re^Hc (8M
4 0.000000 7.951450 -0.691073 0.000000 0.498903 )tS-.P rA-
3 0.000000 10.791512 -2.647176 0.000000 0.470102 ]dSK
wxk
2 0.000000 12.783436 -0.319172 0.000000 0.221387 ?s?$d&h
1 0.000000 13.505397 1.058091 0.000000 -0.095157 Tk*w3c"$
2 0.000000 13.193103 0.339970 0.000000 -0.151262 pj0fM{E
3 0.000000 12.414364 3.579028 0.000000 -0.404621 qi(*ty
4 0.000000 10.296378 1.164810 0.000000 -0.674892 SHV4!xP-V
5 0.000000 9.767857 0.947929 0.000000 -0.369535 8Hi!kc;f6>
6 0.000000 8.241826 2.077523 0.000000 -0.148082 ZtK\HDdp
7 0.000000 4.247415 0.334421 0.000000 -0.153884 *FK`&(B+}
8 0.000000 3.743737 0.107527 0.000000 -0.282387
%v+=;jw
GHOST REFLECTED FROM SURFACES 1 6 AT SURFACE 9 Ye5jB 2Z
X Y ZZ HH -Fxmsi
--------------------------------------------------------------- o%`Xa#*Ly
0.00000 -0.828738 0.00000 -0.282387 1D F/6y
H6K`\8/SeN
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。 !lTda<;]
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。 rkB'Hf
 Md,pDWb
这将打开一个描述如何控制鬼像的页面。 y<- _(^
10.3.1.5 鬼像图像控制 下一个已有目录 e)H!uR
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。 C3XmK}h
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 /6K Il
M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL @?kM'*mrZM
o31Nmy
Ni
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 RO&H5m r%@
M 5 0.1 A PGHOST 6 1 [8XLK 4e
;
A, #;%j
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。 ?+0GfIV
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。
|