SYNOPSYS 光学设计软件课程三十二：鬼像分析
>sK!F$
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。 kL$!E9
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。 c2&q*]?l;
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。 >N]7IU[ -
 K P t5=a
打开MGH对话框 sC='_h
 eu(: `uu
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。 pL{U `5S
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。 kdl:Wt*4o
--- GHOST R 0.01 hS)'a^FV
ID MIT 1 TO 2 UM LENS $4/yZaVb
kg'o&^/=
GHOST IMAGE ANALYSIS Qk,I^1w?7
1UE6 4Kl:S
--- R 0.01 ALL .ox8*OO<
--- END [/Rf\T(,jn
NO. GHOST SURF Ymarg U'marg Ychief INTENSITY nPye,"A Ol
_________________________________________________________________________ s;3= {e.
B oC5E#;G
1 2 - 1 -30.0244 -0.3778 7.3095 1.10930E-11 ~} ,=OF-b
2 3 - 1 27.2543 -0.3984 4.6907 1.34627E-11 9 D7+[`r(-
3 3 - 2 63.5945 -0.2721 4.1819 2.47264E-12 yt.F\ [1
4 4 - 1 -46.5167 -0.2920 4.9249 4.62149E-12 ;i<|9{;
5 4 - 2 -25.1674 -0.3088 6.6272 1.57879E-11 &o,<ijJ:^m
6 4 - 3 -75.6813 -0.4937 4.4156 1.74591E-12 ;xzUE`uUfJ
7 5 - 1 -45.8712 -0.2619 4.0455 4.75247E-12 Mz~M3$$9n
8 5 - 2 -27.0481 -0.2839 6.4039 1.36686E-11 _Em.
9 5 - 3 -72.6068 -0.4577 2.7558 1.89691E-12 k + H 3Bq
10 5 - 4 -3.4550 -0.3402 6.5304 8.37735E-10 'H
\9:7
11 6 - 1 0.5515 -0.5074 4.2824 3.28758E-08 k 3) dEH1z
12 6 - 2 44.1259 -0.4028 8.4078 5.13585E-12 WJ4li@T7V
13 6 - 3 -38.8865 -0.5677 1.4386 6.61305E-12 Ry%Mej:
14 6 - 4 67.9018 -0.0930 9.4364 2.16889E-12 xHz[t6;4;
15 6 - 5 66.9185 -0.0241 8.9874 2.23310E-12 a{
?`t|
16 7 - 1 -26.2150 -0.5336 -37.0598 1.45513E-11 L{h%f4Du#
17 7 - 2 17.4775 -0.4677 31.7392 3.27372E-11 rvXWcu -"
18 7 - 3 -71.3906 -0.6925 -107.3067 1.96208E-12 NiU2@zgl
my4giC2a
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： ?TU }~}
CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION ]
:BX!<
NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE 0.0100
@I_8T$N=
%*`J k#W:
NO. GHOST INTENS. ACCUM. INTENS. SURFACES !f&Kf,#b`
_____________________________________________ @U3Vc|
6 1.74591E-12 1.74591E-12 4 3 vK _?<>
9 1.89691E-12 3.64282E-12 5 3 (^u1~1E 5
18 1.96208E-12 5.60491E-12 7 3 FRg^c
kb"
14 2.16889E-12 7.77380E-12 6 4 L1Iz<>
15 2.23310E-12 1.00069E-11 6 5 ?<(m
5Al 7
3 2.47264E-12 1.24795E-11 3 2 }Rz3<eON
20 3.94955E-12 1.64291E-11 7 5 u%$Zqee
19 4.15611E-12 2.05852E-11 7 4 3b+d"`Y^S
4 4.62149E-12 2.52067E-11 4 1 dt`{!lts'
7 4.75247E-12 2.99592E-11 5 1 ,!7 H]4Qx
12 5.13585E-12 3.50950E-11 6 2 K)Q]a30
13 6.61305E-12 4.17081E-11 6 3 d*~ ICir7
21 6.62606E-12 4.83341E-11 7 6 iy 14mh\ ~
1 1.10930E-11 5.94271E-11 2 1 MD|5 ol9
2 1.34627E-11 7.28898E-11 3 1 X_$Cb<e
8 1.36686E-11 8.65584E-11 5 2 @> E2?C V
16 1.45513E-11 1.01110E-10 7 1 1Dv R[Lx%
5 1.57879E-11 1.16898E-10 4 2 2Fq<*pxAY
25 2.20749E-11 1.38973E-10 8 4 4*e0 hWp
26 2.25477E-11 1.61520E-10 8 5 {a4z2"\A
17 3.27372E-11 1.94257E-10 7 2 pBETA'fY
24 5.08281E-11 2.45085E-10 8 3 0IfKJ*]M
23 5.72162E-11 3.02302E-10 8 2 b#K:_ac5
28 8.28536E-11 3.85155E-10 8 7 %=/)
10 8.37735E-10 1.22289E-09 5 4 }lfnnK#
27 3.67946E-09 4.90235E-09 8 6 IGtl\b=
22 1.09304E-08 1.58327E-08 8 1 \>7^f
3m
11 3.28758E-08 4.87085E-08 6 1 WnGGo ' Z
+TQ47Z c
在这里，鬼像被分类，最严重的鬼像显示在数据底部，并且它们计算累积的强度，并列出和总结。实际上，累积的鬼像强度，4.87E08主要是来自于那个单独的鬼像，它的强度是3.29E-9。现在我们知道鬼像从哪里来了。让我们看看效果。 t=-SH^$SR
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： h\PHK C2
; GHPLOT.MAC )w0 AC"2O~
; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES. ?84
s4BpV1
L (khAmm
CCW ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW s;64N'HH
KAG F v Jd8kV
FET 1 w0C~*fn3l
CHG ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS A` AaTP
CFIX ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS Q)LM-ZJKQ
VIG mL_ j4=ER@
END 6Qx#%,U^ J
; AND TURN ON VIG MODE IF OFF %7gkNa
SSS .003 uU:CR>=AKW
; SMALL SPOT SIZE HERE ,; (PwJe
GAW ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS) _ h": >
GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1 ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS FxV Z[R
R .01 ALL ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE rwG CUo6Z
PLOT `$B 3X
=Q[b'*o7
GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004 &'DU0c&
PLOT r%.do;5
m
q{ ];
GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L ; THIS MAKES COLORED BINS V 2i@.@$j
DRAD .0004 7g(F#T?;'
PLOT =<NljOR4`
tc!wLnhG
GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1 Ldl 5zc
PER 0 0 0 1 99 Ie4 hhW
PLOT [fKUyIY_
!Z5 [QNVaV
GRW ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW) W"k8 KODOY
e&qh9mlE
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 。 ,i,q!M{-
 &ZX{R#[L
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： i zBJ7 (zh!
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： qq1 - DG
 L0tAgW!@
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： <1.A=_
M
 -atGlu2
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。 &2=dNREJ}1
 I~9hx*!%%
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。 !k/Pv\j/R
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。 jvV9eA:zl
 %bD}m!
输出数据： W!"}E%zx
--- RGHOST 6 1 0 .5 SURF HC a
RAY VECTORS (X DIR TAN) (Y DIR TAN) (INC. ANG.) }A:<%N
SURF X Y Z ZZ HH UNI 2d {y M(=(
_____________________________________________________________________________________ DmBS0NyR7Y
OBJ 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 8.750000E-12 zBP> jM(8
1 0.000000 8.750000 0.442564 0.000000 -0.056702 5.790967 Y"6w,_'m
2 0.000000 8.540210 0.142402 0.000000 -0.086503 1.334779 yH<$k^0r*
3 0.000000 8.256701 1.510615 0.000000 -0.246653 15.791928 Zb134b'
4 0.000000 6.624679 0.478579 0.000000 -0.384916 5.591649 WwUv5GZTW
5 0.000000 6.274262 0.388953 0.000000 -0.226690 13.957837 Ii^5\ v|C
--- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE --- j*
*s^Sg
6 0.000000 5.481374 -0.886627 0.000000 0.444814 1& '8Y
5 0.000000 6.994957 -0.483893 0.000000 1.206445 b77>$[xB
4 0.000000 7.951450 -0.691073 0.000000 0.498903 u]ZqOJXxu
3 0.000000 10.791512 -2.647176 0.000000 0.470102 D Kw*~0
2 0.000000 12.783436 -0.319172 0.000000 0.221387 0^8)jpL$<9
1 0.000000 13.505397 1.058091 0.000000 -0.095157 4ON_$FUe
2 0.000000 13.193103 0.339970 0.000000 -0.151262 \J6hI\/4^
3 0.000000 12.414364 3.579028 0.000000 -0.404621 X K5<Tg
4 0.000000 10.296378 1.164810 0.000000 -0.674892 R3!@? mcr
5 0.000000 9.767857 0.947929 0.000000 -0.369535 )#}mH @
6 0.000000 8.241826 2.077523 0.000000 -0.148082 Z xb_ K
7 0.000000 4.247415 0.334421 0.000000 -0.153884 C( id=F
8 0.000000 3.743737 0.107527 0.000000 -0.282387 wfP5@ !I
GHOST REFLECTED FROM SURFACES 1 6 AT SURFACE 9 3tmdi 3s
X Y ZZ HH 80$fG8
--------------------------------------------------------------- c. A|Ir
0.00000 -0.828738 0.00000 -0.282387 )Y8",Ig
XZ/[v8
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。 IB`>'~s& A
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。 ne>g?"Pex{
 ~-83Q5/[
这将打开一个描述如何控制鬼像的页面。 5&f{1M6l>
10.3.1.5 鬼像图像控制 下一个已有目录 2PR^:h2
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。 `+/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 07/L }b`P
M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL Zv_jy@k
)C. yF)Ql
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 }BmS )J q
M 5 0.1 A PGHOST 6 1 K A276#
,JEbd1Uf
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。 jkF8\dR
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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