SYNOPSYS 光学设计软件课程三十二:鬼像分析
"Pdvmur 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。 x`2pr 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。 &-F"+v,+ 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。 q6)N*?
Q;gQfr"c7 打开MGH对话框 ' o=E!?
Z[;#|$J 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。 wiV&xl 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。 q!*MH/R --- GHOST R 0.01 TNsg pJ?\ ID MIT 1 TO 2 UM LENS $MT}l
M7p8^NL GHOST IMAGE ANALYSIS M)=|<h"F cju@W] ! --- R 0.01 ALL }:^X X0:FK --- END ;$6x=uZ NO. GHOST SURF Ymarg U'marg Ychief INTENSITY 1Zq _________________________________________________________________________ Q!)z)-hI .HOY q 1 2 - 1 -30.0244 -0.3778 7.3095 1.10930E-11 R#fy60 2 3 - 1 27.2543 -0.3984 4.6907 1.34627E-11 Q0SW;o7 3 3 - 2 63.5945 -0.2721 4.1819 2.47264E-12 >C^/,/%v 4 4 - 1 -46.5167 -0.2920 4.9249 4.62149E-12 jaa/k@OG 5 4 - 2 -25.1674 -0.3088 6.6272 1.57879E-11 =F[lg?g 6 4 - 3 -75.6813 -0.4937 4.4156 1.74591E-12 Ltg-w\?] 7 5 - 1 -45.8712 -0.2619 4.0455 4.75247E-12 6=BZ~ed 8 5 - 2 -27.0481 -0.2839 6.4039 1.36686E-11 wy\o*P9mG) 9 5 - 3 -72.6068 -0.4577 2.7558 1.89691E-12 8!6<p[_ 10 5 - 4 -3.4550 -0.3402 6.5304 8.37735E-10 "S|(4BUJ( 11 6 - 1 0.5515 -0.5074 4.2824 3.28758E-08 ,*w>z 12 6 - 2 44.1259 -0.4028 8.4078 5.13585E-12 #mTMt;x 13 6 - 3 -38.8865 -0.5677 1.4386 6.61305E-12 /MqP[*L 14 6 - 4 67.9018 -0.0930 9.4364 2.16889E-12 3Pa3f >}- 15 6 - 5 66.9185 -0.0241 8.9874 2.23310E-12 a[JZ5D 16 7 - 1 -26.2150 -0.5336 -37.0598 1.45513E-11 SNxz*`@4 17 7 - 2 17.4775 -0.4677 31.7392 3.27372E-11 s#`cX0L) 18 7 - 3 -71.3906 -0.6925 -107.3067 1.96208E-12 X@eg<]'m KMe.i' 在Ymarg标题下,注意表面6和1组合的最小值0.5515。这告诉您从表面6反射,然后从表面1反射的光将到达像面,形成(近轴)弥散斑半径约1/2毫米。 这可能是个问题。 如果您的镜头很长,通过检查第二个列表更容易找出问题鬼像: clC~2: CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION F]Pul|.l NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE 0.0100 .Wh6(LDY( 3li q9P_ NO. GHOST INTENS. ACCUM. INTENS. SURFACES {'&8`d _____________________________________________ \|Y{jG<cu 6 1.74591E-12 1.74591E-12 4 3 mR6E]TuM 9 1.89691E-12 3.64282E-12 5 3 O{*GW0}55 18 1.96208E-12 5.60491E-12 7 3 5bF5~D(E 14 2.16889E-12 7.77380E-12 6 4 ;\q<zO@x 15 2.23310E-12 1.00069E-11 6 5 =Y:5,.U 3 2.47264E-12 1.24795E-11 3 2 =^"~$[z( 20 3.94955E-12 1.64291E-11 7 5 'H
FwP\HX 19 4.15611E-12 2.05852E-11 7 4 h#;?9DP 4 4.62149E-12 2.52067E-11 4 1 >Ziy1Dp 7 4.75247E-12 2.99592E-11 5 1 )*+u\x_Hx 12 5.13585E-12 3.50950E-11 6 2 J;7s/YH^ 13 6.61305E-12 4.17081E-11 6 3 XZ;*>( 21 6.62606E-12 4.83341E-11 7 6
]&/0 1 1.10930E-11 5.94271E-11 2 1 tvK rc 2 1.34627E-11 7.28898E-11 3 1 H2s*s[T
- 8 1.36686E-11 8.65584E-11 5 2 ?F!W# 16 1.45513E-11 1.01110E-10 7 1 1.uUMW
5 1.57879E-11 1.16898E-10 4 2 c-v*4b/d 25 2.20749E-11 1.38973E-10 8 4 4h(jw 26 2.25477E-11 1.61520E-10 8 5 yr (g~MQ 17 3.27372E-11 1.94257E-10 7 2 <b3x(/ 24 5.08281E-11 2.45085E-10 8 3 ,d3Q+9/ 23 5.72162E-11 3.02302E-10 8 2 ;}n|,g> 28 8.28536E-11 3.85155E-10 8 7 <[esA9.]t 10 8.37735E-10 1.22289E-09 5 4 *c!;^Qy p& 27 3.67946E-09 4.90235E-09 8 6 sf<Q#ieTxY 22 1.09304E-08 1.58327E-08 8 1 ZKZl>dDuh 11 3.28758E-08 4.87085E-08 6 1 ;sm"\.jF VM=hQYe 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。 5+J64_ 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: t@l(xns V ; GHPLOT.MAC Cca~Cq[%*( ; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES. Ax :3} 5~v(AB(x CCW ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW j\%?<2dj= KAG wE-Ji<1HJ FET 1 z+y;y&P CHG ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS cH+h=E= CFIX ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS ecM4]U VIG 5@GD} oAn6 END TW'E99wG ; AND TURN ON VIG MODE IF OFF Q:'qw#P/C SSS .003 Xp<A@2wt? ; SMALL SPOT SIZE HERE Mb2:'u[ GAW ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS) cfrvy^>, GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1 ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS s
ZlJ/_g R .01 ALL ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE tn(?nQN3 PLOT pil0,r
$D 8<E!rn- GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004 -lJx%9> PLOT $]Q*E4(kV9 @&!=m]D* GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L ; THIS MAKES COLORED BINS e|2vb
GQ DRAD .0004 2GHXn:V PLOT o|zrD~&$ $.suu^>^w GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1 lBizC5t!o PER 0 0 0 1 99 8MYLXW6 PLOT UE}8Rkt P5yJO97 GRW ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW) {[YqGv=fF BLl%D GHPLOT有四种模式,在继续之前,最好先阅读他们。 由于此MACro已经在编辑器中,只需选择字符GHPLOT,然后查看TrayPrompt 。 tdMP,0u
s0~05{ 于这是一个多行命令,因此提示无法显示整个格式,但如果在显示提示时按F2键,则帮助文件将打开索引中的该部分。 我们将在本课中使用所有四种模式。 对GHPLOT的第一次调用使用模式1,生成在图像平面上HBAR = 0.5处的对象点叠加的所有鬼像图像: _mIa8K;
9 AQ96 在视场中间确实有一个黑色的斑点。 这可能是我们之前标记过的鬼像。 模式2分析显示与倾斜透视图相同的能量分布: sw 3:HNG=
^g}gT-l% 那个尖峰确实是我们的鬼像。 另一种查看它的方法显示在mode-3图中: XwHu:v'=
Z`SWZ< 最后,模式4绘图选出了特定的一组反射(我们所需要的)并绘制出一组子午面的扇形光线。 Fy4<
[[/ }1% 在这里,光从左边进入变为红色,从表面6反射后变成蓝色,然后在表面1处第二次反射后变成绿色。它确实在像面聚焦,但是有很多球差 所以鬼像不是很尖锐。 Mhu53DT 再看一下MGH对话框,您会看到我们还没有使用过的其他四个功能。 让我们在0.5视场区域追迹真实鬼影的路径。填写框 如图所示,然后单击RGHOST按钮。 J]kP`
!0!P.Q8>& 输出数据: }"g21-T^ --- RGHOST 6 1 0 .5 SURF Li c{'w& RAY VECTORS (X DIR TAN) (Y DIR TAN) (INC. ANG.) K4h-4Qbn SURF X Y Z ZZ HH UNI z$I[kR%I{ _____________________________________________________________________________________ =,/A\F OBJ 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 8.750000E-12 qb>|n1F_ 1 0.000000 8.750000 0.442564 0.000000 -0.056702 5.790967 6ywnyh 2 0.000000 8.540210 0.142402 0.000000 -0.086503 1.334779 FthXFxwx$ 3 0.000000 8.256701 1.510615 0.000000 -0.246653 15.791928 q>D4ma^ 4 0.000000 6.624679 0.478579 0.000000 -0.384916 5.591649 a `[?,W:q 5 0.000000 6.274262 0.388953 0.000000 -0.226690 13.957837 &2P:A --- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE --- RJ=c[nb 6 0.000000 5.481374 -0.886627 0.000000 0.444814 QXIbFv 5 0.000000 6.994957 -0.483893 0.000000 1.206445 9 "
}^SI8 4 0.000000 7.951450 -0.691073 0.000000 0.498903 )$lSG}WD 3 0.000000 10.791512 -2.647176 0.000000 0.470102 9 :K 2 0.000000 12.783436 -0.319172 0.000000 0.221387 `ohF?5J, 1 0.000000 13.505397 1.058091 0.000000 -0.095157 8vX*SrM 2 0.000000 13.193103 0.339970 0.000000 -0.151262 #LrCx"_& 3 0.000000 12.414364 3.579028 0.000000 -0.404621 ]$?zT`>(F 4 0.000000 10.296378 1.164810 0.000000 -0.674892 ?}1JL6mF{ 5 0.000000 9.767857 0.947929 0.000000 -0.369535 UL@5*uiX 6 0.000000 8.241826 2.077523 0.000000 -0.148082 t`Y1.]@U 7 0.000000 4.247415 0.334421 0.000000 -0.153884 D
7;~x]* 8 0.000000 3.743737 0.107527 0.000000 -0.282387 YQB]t=Ha GHOST REFLECTED FROM SURFACES 1 6 AT SURFACE 9 oC@"^>4 X Y ZZ HH 6/V{>MTZg --------------------------------------------------------------- lo>-}xd 0.00000 -0.828738 0.00000 -0.282387 c^dl+-{Mc p)[BB6E 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。 9`gGsC 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。 >r4Y\"/j
SCI-jf3WN 这将打开一个描述如何控制鬼像的页面。 k?|zIu 10.3.1.5 鬼像图像控制 下一个已有目录 x=)30y3*; 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。 I")"s 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 "z(fBnv M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL Bgo"JNM ,G!_ SZ
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 9bzYADLI M 5 0.1 A PGHOST 6 1 (X`t"*y" tUAY]BJ*s 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。 [ ;3EzZL 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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