SYNOPSYS 光学设计软件课程三十二：鬼像分析
% KmB>9
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。 6)eU &5z1?
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。 Q nqU!6k@
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。 G r;~P*
 '#.:%4
打开MGH对话框 ab 1\nzpd
 'c<@SVF{Zz
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。 VM3H&$d(h
你会得到如下数据。首先分析所有表面的组合;输出的一部分如下所示。 cF[[_
--- GHOST R 0.01 dM wVgc:
ID MIT 1 TO 2 UM LENS V6d*O`
~j\/3;^s
GHOST IMAGE ANALYSIS Y4Z? `TL
::vw 1Es
--- R 0.01 ALL GfQP@R"
--- END 'ej{B0rE
NO. GHOST SURF Ymarg U'marg Ychief INTENSITY vAJfMUlP
_________________________________________________________________________ _+8$=k2nM
9& W\BQ
1 2 - 1 -30.0244 -0.3778 7.3095 1.10930E-11 NG_O I*|~
2 3 - 1 27.2543 -0.3984 4.6907 1.34627E-11 k-
sbZL
3 3 - 2 63.5945 -0.2721 4.1819 2.47264E-12 ii*Ty!Sa
4 4 - 1 -46.5167 -0.2920 4.9249 4.62149E-12 DZXv3gnX
5 4 - 2 -25.1674 -0.3088 6.6272 1.57879E-11 -c=IO(B/
6 4 - 3 -75.6813 -0.4937 4.4156 1.74591E-12 qgca4VV|z
7 5 - 1 -45.8712 -0.2619 4.0455 4.75247E-12 d~| qx
8 5 - 2 -27.0481 -0.2839 6.4039 1.36686E-11 m`9)DsR
N
9 5 - 3 -72.6068 -0.4577 2.7558 1.89691E-12 |l ~BdP
10 5 - 4 -3.4550 -0.3402 6.5304 8.37735E-10 ?XGZp?6
11 6 - 1 0.5515 -0.5074 4.2824 3.28758E-08 ^%d+nKx9nL
12 6 - 2 44.1259 -0.4028 8.4078 5.13585E-12 V b 4Qt#o
13 6 - 3 -38.8865 -0.5677 1.4386 6.61305E-12 d<6L&8)<
14 6 - 4 67.9018 -0.0930 9.4364 2.16889E-12 #IBBaxOk
15 6 - 5 66.9185 -0.0241 8.9874 2.23310E-12 ZrA\a#z"<
16 7 - 1 -26.2150 -0.5336 -37.0598 1.45513E-11 y::;e#.
17 7 - 2 17.4775 -0.4677 31.7392 3.27372E-11 jVRd[
18 7 - 3 -71.3906 -0.6925 -107.3067 1.96208E-12 ;lAz@jr+
`bT{E.(T
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： YQN=.Wtc
CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION z<<` 1wqg
NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE 0.0100 @;<w"j`r
2%W(^Lj
NO. GHOST INTENS. ACCUM. INTENS. SURFACES h)wR[N]n
_____________________________________________ {=g-zsc]K
6 1.74591E-12 1.74591E-12 4 3 #K*d:W3C
9 1.89691E-12 3.64282E-12 5 3 6g$04C3tHi
18 1.96208E-12 5.60491E-12 7 3 K?T)9
14 2.16889E-12 7.77380E-12 6 4 GN1cnM>`
15 2.23310E-12 1.00069E-11 6 5 il-&d]AP
3 2.47264E-12 1.24795E-11 3 2 Vn/6D[}Tu
20 3.94955E-12 1.64291E-11 7 5 ?o.G@-
19 4.15611E-12 2.05852E-11 7 4 }UGPEf \
4 4.62149E-12 2.52067E-11 4 1 *=/XlSWF
7 4.75247E-12 2.99592E-11 5 1 nLtP^
1~9H
12 5.13585E-12 3.50950E-11 6 2 ^1cqx]>E
13 6.61305E-12 4.17081E-11 6 3 syZ-xE]}
21 6.62606E-12 4.83341E-11 7 6 =_yOX=g|
1 1.10930E-11 5.94271E-11 2 1 .X2 mEnh
2 1.34627E-11 7.28898E-11 3 1 7OWiG,
8 1.36686E-11 8.65584E-11 5 2 ,XA; S5FE
16 1.45513E-11 1.01110E-10 7 1 e#'`I^8l
5 1.57879E-11 1.16898E-10 4 2 cE*|8'rSf
25 2.20749E-11 1.38973E-10 8 4 >M1/m=a
26 2.25477E-11 1.61520E-10 8 5 x:2[E-
17 3.27372E-11 1.94257E-10 7 2 AN~1 E@"
24 5.08281E-11 2.45085E-10 8 3 J)fS2Ni+
23 5.72162E-11 3.02302E-10 8 2 _ _)Z Q
28 8.28536E-11 3.85155E-10 8 7 ,OasT!Sr
10 8.37735E-10 1.22289E-09 5 4 Oy|9po
27 3.67946E-09 4.90235E-09 8 6 + Zr03B
22 1.09304E-08 1.58327E-08 8 1 ixS78KIr
11 3.28758E-08 4.87085E-08 6 1 v l*RRoJ
W;-Qze\D
在这里，鬼像被分类，最严重的鬼像显示在数据底部，并且它们计算累积的强度，并列出和总结。实际上，累积的鬼像强度，4.87E08主要是来自于那个单独的鬼像，它的强度是3.29E-9。现在我们知道鬼像从哪里来了。让我们看看效果。 T] v D ,I+
为此，打开名为GHPLOT.MAC的MACro。 （通过本课程，您应该知道如何使用MACro编辑器，您可以使用命令EE打开它。）这是MACro： Zh(f2urKV
; GHPLOT.MAC r\Nn WS J
; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES. ;:!LAe
W.67, 0m$
CCW ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW sJ?kp^!g
KAG ]Pd *w`R
FET 1 B\=& v8
CHG ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS Z?x]HB`r
CFIX ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS 2)8lJXM$L
VIG AjlG_F
END p5H Mg\hT
; AND TURN ON VIG MODE IF OFF Rxli;bl zi
SSS .003 b]Y,& 8}[+
; SMALL SPOT SIZE HERE pj )I4 C)
GAW ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS) aFSZYyPxwv
GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1 ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS c Q8:;-M
R .01 ALL ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE P L Y7qM w
PLOT >'T%=50YH
K7l{&2>?
GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004 };+s0:H
PLOT ~J2Q0 Jv
f@}( <#
GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L ; THIS MAKES COLORED BINS zV &3l9?U
DRAD .0004 sooh yK8
PLOT -( iJ<
U iSc*_N"
GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1 H{XW?O^@
PER 0 0 0 1 99 + mcN6/
PLOT ZRHTvxf
E7<:>Uh
GRW ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW) wTW"1M
7/1S5yUr|
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 。 4J_%quxO
 f65Sr"qB3
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： ]@P*&FRcZ
 s_[?(Ip{
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： QCo^#-
 l>iU Q&V
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： r% #qbsN
 lV
9q ;!/1
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。 ^
UzF
nW@a
 + ND9###
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。 3q>"#+R.t
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。 tWiV0PTI
 *O5+?J Z!
输出数据： e>^R 8qM ?
--- RGHOST 6 1 0 .5 SURF op*+fJHD
RAY VECTORS (X DIR TAN) (Y DIR TAN) (INC. ANG.) <H)@vW]_
SURF X Y Z ZZ HH UNI ?MYD}`Cv
_____________________________________________________________________________________ ~<%cc+;`
OBJ 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 8.750000E-12 =FbfV *K 9
1 0.000000 8.750000 0.442564 0.000000 -0.056702 5.790967 W% [5~N
2 0.000000 8.540210 0.142402 0.000000 -0.086503 1.334779 M <)2
3 0.000000 8.256701 1.510615 0.000000 -0.246653 15.791928 ;x#>J +QlG
4 0.000000 6.624679 0.478579 0.000000 -0.384916 5.591649 Rv-o__C!
5 0.000000 6.274262 0.388953 0.000000 -0.226690 13.957837 fUL"fMoU
--- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE --- =<05PB
6 0.000000 5.481374 -0.886627 0.000000 0.444814 $ZU(bEUOG
5 0.000000 6.994957 -0.483893 0.000000 1.206445 W24bO|>D
4 0.000000 7.951450 -0.691073 0.000000 0.498903 %awS*
3 0.000000 10.791512 -2.647176 0.000000 0.470102 *L RGfk+h
2 0.000000 12.783436 -0.319172 0.000000 0.221387 q T].,?
1 0.000000 13.505397 1.058091 0.000000 -0.095157 ASvP r*q/
2 0.000000 13.193103 0.339970 0.000000 -0.151262 IMZKlU3
3 0.000000 12.414364 3.579028 0.000000 -0.404621 taQ[>x7b
4 0.000000 10.296378 1.164810 0.000000 -0.674892 ge[i&,.&z
5 0.000000 9.767857 0.947929 0.000000 -0.369535 + LwoBn>6
6 0.000000 8.241826 2.077523 0.000000 -0.148082 >D<=9G(a
7 0.000000 4.247415 0.334421 0.000000 -0.153884 _iu |*h1y
8 0.000000 3.743737 0.107527 0.000000 -0.282387
n@Ag`}
GHOST REFLECTED FROM SURFACES 1 6 AT SURFACE 9 z aF0nov
X Y ZZ HH mSfhl(<L
--------------------------------------------------------------- q UnFEg
0.00000 -0.828738 0.00000 -0.282387 4m*(D5Y=|
EV FfXv^
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。 {yHfE,
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。 X$9QW3.M
 Idx To Mr
这将打开一个描述如何控制鬼像的页面。 b- ?o?}*
10.3.1.5 鬼像图像控制 下一个已有目录 uKy *N* }
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。 %SGO"*_
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 WDdi}i>2
M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL d_uy;-3
@<G/H|f
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 ugB{2oq i
M 5 0.1 A PGHOST 6 1 #P#R~b]
X{}#hyYk"
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。 kZ9< j+.
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。
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