SYNOPSYS 光学设计软件课程三十二：鬼像分析
/*u#Ba<<
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。 g(-;_j!=
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。 l5FuMk-
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。 F5FNhu C
 /^++As0pY
打开MGH对话框 vnz[w=U
 .abyYVrN4?
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。 Y
brx%
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。 =d go!k
--- GHOST R 0.01 RDUT3H6~
ID MIT 1 TO 2 UM LENS p+orBw3
^y&q5p jj
GHOST IMAGE ANALYSIS t2=a(N-/,
Dh
hG$
--- R 0.01 ALL ;Ay >+M2O
--- END %*$5!;
NO. GHOST SURF Ymarg U'marg Ychief INTENSITY Wc~3^ ;U
_________________________________________________________________________ 44\! PYf7
w+t# Yb \7
1 2 - 1 -30.0244 -0.3778 7.3095 1.10930E-11 qq
OxTG]
2 3 - 1 27.2543 -0.3984 4.6907 1.34627E-11 S:/ {
3 3 - 2 63.5945 -0.2721 4.1819 2.47264E-12 <e;jW K
4 4 - 1 -46.5167 -0.2920 4.9249 4.62149E-12 EfFz7j&X
5 4 - 2 -25.1674 -0.3088 6.6272 1.57879E-11 O {PW
6 4 - 3 -75.6813 -0.4937 4.4156 1.74591E-12 f"vk# 3
7 5 - 1 -45.8712 -0.2619 4.0455 4.75247E-12 "/Y<G
8 5 - 2 -27.0481 -0.2839 6.4039 1.36686E-11 m bF(tSy
9 5 - 3 -72.6068 -0.4577 2.7558 1.89691E-12 1)$%Jr
10 5 - 4 -3.4550 -0.3402 6.5304 8.37735E-10 TNh=4xQ}
11 6 - 1 0.5515 -0.5074 4.2824 3.28758E-08 PXV)NC
12 6 - 2 44.1259 -0.4028 8.4078 5.13585E-12 25aNC;J
13 6 - 3 -38.8865 -0.5677 1.4386 6.61305E-12 HwB {8S?sm
14 6 - 4 67.9018 -0.0930 9.4364 2.16889E-12 t(} /g
15 6 - 5 66.9185 -0.0241 8.9874 2.23310E-12 A/!<kp{S
16 7 - 1 -26.2150 -0.5336 -37.0598 1.45513E-11 cb +l"FI7
17 7 - 2 17.4775 -0.4677 31.7392 3.27372E-11 Z+NF(d
18 7 - 3 -71.3906 -0.6925 -107.3067 1.96208E-12 gh TcB
LyGUvi
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： As0 B\
CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION dw~[9oh
NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE 0.0100 ( :
h aCKv
NO. GHOST INTENS. ACCUM. INTENS. SURFACES \,2gTi,=
_____________________________________________ X` ATH^S
6 1.74591E-12 1.74591E-12 4 3 $50\" mo~z
9 1.89691E-12 3.64282E-12 5 3 @!e~G'j%VD
18 1.96208E-12 5.60491E-12 7 3 os[ZIHph
14 2.16889E-12 7.77380E-12 6 4 d]8_l1O
15 2.23310E-12 1.00069E-11 6 5 I6+2>CUGo
3 2.47264E-12 1.24795E-11 3 2 4AQ[igTDP
20 3.94955E-12 1.64291E-11 7 5 7skljw(
19 4.15611E-12 2.05852E-11 7 4 PkTf JQP8
4 4.62149E-12 2.52067E-11 4 1 a.?v*U@z@#
7 4.75247E-12 2.99592E-11 5 1 ?{ eY\I
12 5.13585E-12 3.50950E-11 6 2 !K[/L<
Kv
13 6.61305E-12 4.17081E-11 6 3 Zb."*zL
21 6.62606E-12 4.83341E-11 7 6 s2^B(wP
1 1.10930E-11 5.94271E-11 2 1 >:2} V]/ ;
2 1.34627E-11 7.28898E-11 3 1 "qawq0P8Z
8 1.36686E-11 8.65584E-11 5 2 fuMN"T 6%+
16 1.45513E-11 1.01110E-10 7 1 |=O1Hn
5 1.57879E-11 1.16898E-10 4 2 JT04vm4
25 2.20749E-11 1.38973E-10 8 4 b w9
nB{C<
26 2.25477E-11 1.61520E-10 8 5 lkb2?2\+
17 3.27372E-11 1.94257E-10 7 2 W"Z#Fs{n8
24 5.08281E-11 2.45085E-10 8 3 oCVku:.
23 5.72162E-11 3.02302E-10 8 2 Tr%F U i
28 8.28536E-11 3.85155E-10 8 7 W .U+.hR
10 8.37735E-10 1.22289E-09 5 4 }%$ OU = T
27 3.67946E-09 4.90235E-09 8 6 C`NmZwL
22 1.09304E-08 1.58327E-08 8 1 qEQAn/ &
11 3.28758E-08 4.87085E-08 6 1 eRs&iK2y
pA.._8(t
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。 +< yhcSSTB
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： $e BQH
; GHPLOT.MAC yAG+] r
; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES. P `EgA
1[ SA15h
CCW ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW +Rqbf
KAG Iyyo3a wc
FET 1 P$ucL~r
CHG ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS =WK04\H
CFIX ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS n(>C'<otj
VIG hbI;Hd
END rLzW`
; AND TURN ON VIG MODE IF OFF `*aBRwvK~
SSS .003 w{`Acu
; SMALL SPOT SIZE HERE <
bFy(+
GAW ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS) V&*D~ Jq
GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1 ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS d2 ~l4IL)~
R .01 ALL ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE 3+(z_!Qh
PLOT Bl k}I
N*_"8LIfi_
GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004 Jf_%<\ O
PLOT Nqc p1J "
;iU%Kt
GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L ; THIS MAKES COLORED BINS ]
8Tzr
DRAD .0004 }G'XkoI&
PLOT \|%E%Yc
ORBxD"J&
GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1 % (< (Y
PER 0 0 0 1 99 xE1'&!4O
PLOT R0 w f#%97
Svw<XJ
GRW ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW) _ym"m,,7?
3vW4<:Lgy
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 。 "3}<8 c
 9S>g6}[E#0
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： f%XJ;y\,9H
 uel{`T[S
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： hw=GR_,
 bd== +
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： ^DB{ qU
 }mk>!B}=
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。 n]y EdL/1
 C6jR=@42Q
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。 ;>>C)c4V "
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。 ~<)vKk
 HB iBv-=,
输出数据： ->gZ)?Fqy
--- RGHOST 6 1 0 .5 SURF q0./O|Dj
RAY VECTORS (X DIR TAN) (Y DIR TAN) (INC. ANG.) U| 5-0 u5
SURF X Y Z ZZ HH UNI & mt)d
_____________________________________________________________________________________ )`+YCCa6F
OBJ 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 8.750000E-12 jfp z`zE
1 0.000000 8.750000 0.442564 0.000000 -0.056702 5.790967 57Z-
2 0.000000 8.540210 0.142402 0.000000 -0.086503 1.334779 80;n|nNB
3 0.000000 8.256701 1.510615 0.000000 -0.246653 15.791928 nidr\oFUIn
4 0.000000 6.624679 0.478579 0.000000 -0.384916 5.591649 &<]<a_pw
5 0.000000 6.274262 0.388953 0.000000 -0.226690 13.957837 8P2 J2IU
--- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE --- _#C()Ro*P
6 0.000000 5.481374 -0.886627 0.000000 0.444814 )T| L,Lp
5 0.000000 6.994957 -0.483893 0.000000 1.206445 f p[,C1U
4 0.000000 7.951450 -0.691073 0.000000 0.498903 {5j66QFo o
3 0.000000 10.791512 -2.647176 0.000000 0.470102 nxo+?:**
2 0.000000 12.783436 -0.319172 0.000000 0.221387 n wmW.(R4
1 0.000000 13.505397 1.058091 0.000000 -0.095157 }}r>
K}
2 0.000000 13.193103 0.339970 0.000000 -0.151262 1^G{tlA-
3 0.000000 12.414364 3.579028 0.000000 -0.404621 M.[rLJZ4
4 0.000000 10.296378 1.164810 0.000000 -0.674892 'V&Y[7Aeq
5 0.000000 9.767857 0.947929 0.000000 -0.369535 s' \$t
6 0.000000 8.241826 2.077523 0.000000 -0.148082 eu#'SXSC
F
7 0.000000 4.247415 0.334421 0.000000 -0.153884 1G^#q,%X_v
8 0.000000 3.743737 0.107527 0.000000 -0.282387 s?C&s|'.
GHOST REFLECTED FROM SURFACES 1 6 AT SURFACE 9 {38bv. 3'
X Y ZZ HH tTanW2C
--------------------------------------------------------------- !L2 4+ $
0.00000 -0.828738 0.00000 -0.282387 W+ =o&V
A1i!F?X
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。 >m6&bfy\q
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。 (k?7:h
 K8I$]M
这将打开一个描述如何控制鬼像的页面。 mUoIJ3fv_,
10.3.1.5 鬼像图像控制 下一个已有目录 3V <&|
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。 19UN*g3(
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 k g97S
M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL $XnPwOj
s1j{x&OSq
在这里，您可以看到控制鬼像所需的简单输入。 您的AANT文件中的命令是 t18$x "\4k
M 5 0.1 A PGHOST 6 1 /)3Lnn{W
}6u2*(TmD
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。 b Bc- ^
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。
|