SYNOPSYS 光学设计软件课程三十二:鬼像分析
$Jb+}mlT 你的镜头看起来很好,光阑设计的很好。但是当你测试它的时候,每当一个明亮的光源进入到视场中,可以看到一个糟糕的鬼像。这不是一个好结果,而且这种情况经常发生。 *ubLuC+b 为了避免这种意外,你可以在MGH对话框(菜单、鬼像),通过这些工具在设计的早期发现问题,并在完成前纠正它们。 iknB c-TLD 简而言之,鬼像是由镜头系统内的两次不需要的反射光引起的光的聚焦图像。 如果您有3片透镜,则有15个可能的鬼像。 有6片透镜,你有66种可能性,依此类推。 要查看其中一些工具可以执行的操作,请使用ID MIT 1至2 UM镜头对镜头1.RLE进行FETCH。 然后看看PAD显示。 <\X4_sdy
n U$Lp` 打开MGH对话框 {r[*}Bv
[FF%HRce,. 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。 bC?t4-W 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。 yK"U:X --- GHOST R 0.01 -a&wOn-W ID MIT 1 TO 2 UM LENS pR`.8MMc8 r A0[ y GHOST IMAGE ANALYSIS 9zi/z_G .Pxb9mW --- R 0.01 ALL (V{bfDu&h@ --- END | =N8X NO. GHOST SURF Ymarg U'marg Ychief INTENSITY WQiEQ>6(t( _________________________________________________________________________ kl3#&>e Yfxc$ub 1 2 - 1 -30.0244 -0.3778 7.3095 1.10930E-11 *=@Z\]"? 2 3 - 1 27.2543 -0.3984 4.6907 1.34627E-11 qi7dcn@d 3 3 - 2 63.5945 -0.2721 4.1819 2.47264E-12 &>L\unS 4 4 - 1 -46.5167 -0.2920 4.9249 4.62149E-12
Gp@Y=mU 5 4 - 2 -25.1674 -0.3088 6.6272 1.57879E-11 ?P{C=Td2z 6 4 - 3 -75.6813 -0.4937 4.4156 1.74591E-12 VaVKWJg$ 7 5 - 1 -45.8712 -0.2619 4.0455 4.75247E-12 |I)xK@7 8 5 - 2 -27.0481 -0.2839 6.4039 1.36686E-11 fm&l0 9 5 - 3 -72.6068 -0.4577 2.7558 1.89691E-12 OaU} 9& 10 5 - 4 -3.4550 -0.3402 6.5304 8.37735E-10 cS QUK 11 6 - 1 0.5515 -0.5074 4.2824 3.28758E-08 m]7Y
)&3 12 6 - 2 44.1259 -0.4028 8.4078 5.13585E-12 UO<uG#FB 13 6 - 3 -38.8865 -0.5677 1.4386 6.61305E-12 #\%GrtM 14 6 - 4 67.9018 -0.0930 9.4364 2.16889E-12 4\Y=*X 15 6 - 5 66.9185 -0.0241 8.9874 2.23310E-12 F[RhuNa&'W 16 7 - 1 -26.2150 -0.5336 -37.0598 1.45513E-11 -Ah \a0z 17 7 - 2 17.4775 -0.4677 31.7392 3.27372E-11 Zu&trxnNf[ 18 7 - 3 -71.3906 -0.6925 -107.3067 1.96208E-12 Ls*.=ARq G\jr^d\ 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: hl6al:Y CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION V%Y.N4H NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE 0.0100 $dorE~T PJO;[:
.I NO. GHOST INTENS. ACCUM. INTENS. SURFACES oJyC{G _____________________________________________ "pMXTRb 6 1.74591E-12 1.74591E-12 4 3 8Q#&=]W$ 9 1.89691E-12 3.64282E-12 5 3 PM%./ 18 1.96208E-12 5.60491E-12 7 3 >tib21* 14 2.16889E-12 7.77380E-12 6 4 +n2x@ 0op 15 2.23310E-12 1.00069E-11 6 5 ,1^)JshZ~ 3 2.47264E-12 1.24795E-11 3 2 05|t 20 3.94955E-12 1.64291E-11 7 5 ``aoLQc` 19 4.15611E-12 2.05852E-11 7 4 5'+g'9 4 4.62149E-12 2.52067E-11 4 1 oDKgW?x 7 4.75247E-12 2.99592E-11 5 1 .u
W_(Rqg 12 5.13585E-12 3.50950E-11 6 2 i,;Q 13 6.61305E-12 4.17081E-11 6 3 ?G!^|^S* 21 6.62606E-12 4.83341E-11 7 6 Z U
f<s? 1 1.10930E-11 5.94271E-11 2 1 1D=My1B 2 1.34627E-11 7.28898E-11 3 1 Q6Jb]>g\H 8 1.36686E-11 8.65584E-11 5 2 LT'#0dCC 16 1.45513E-11 1.01110E-10 7 1 ,,fLK1 5 1.57879E-11 1.16898E-10 4 2 iDHmS6_c 25 2.20749E-11 1.38973E-10 8 4 _@?]!J[ 26 2.25477E-11 1.61520E-10 8 5 Sq(=Bn6E 17 3.27372E-11 1.94257E-10 7 2 \Cx3^
iX 24 5.08281E-11 2.45085E-10 8 3 f4@Dn
>BJ 23 5.72162E-11 3.02302E-10 8 2 kIXLB!L2b^ 28 8.28536E-11 3.85155E-10 8 7 ^9cqT2:t 10 8.37735E-10 1.22289E-09 5 4
`I6)e{5t 27 3.67946E-09 4.90235E-09 8 6 B: {bmvy 22 1.09304E-08 1.58327E-08 8 1 2<u vz<B 11 3.28758E-08 4.87085E-08 6 1 Szwa2IdI. wx<5*8zP 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。 `DWzp5Ax 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: Zh3]bg5 ; GHPLOT.MAC MzJ5_} ; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES. CZwZ#WV6 %,6@Uu#%6 CCW ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW M{O2O( KAG ?;^_%XSQ* FET 1 QD\S E CHG ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS $t}L|"=8X CFIX ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS NbkWy VIG DrMcE31 END T3M 4r| ; AND TURN ON VIG MODE IF OFF _|*3uGo: SSS .003 {
"$2 ; SMALL SPOT SIZE HERE #;?z< GAW ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS) Z)6bqU<LQE GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1 ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS nNBxT+3*i R .01 ALL ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE 9J2%9,^ PLOT G=~T)e ;'=!Fv GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004 (CuaBHR
PLOT iW)FjDTP N;Hf7K GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L ; THIS MAKES COLORED BINS ijyj}gpWha DRAD .0004 Y*J`Wf(w PLOT $9Z8P_^.0( )O2^?Q quS GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1 2! &:V] PER 0 0 0 1 99 ^f3F~XhY3 PLOT Q
v{q:=k <=19KSGFt GRW ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW) L$(W*
PG} 1j0yON 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 。 tYmWze.j
,`-6!|: 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: 4(B,aU>y
8?I(wn 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: 3n6_yK+D
q;B-np?U 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: gDAA>U3|$
UN,@K9 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。 2psLX
!>t|vgW 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。 z,DEBRT+ 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。 "d.qmM
2v%~KV 输出数据: ,h> 0k`J:a --- RGHOST 6 1 0 .5 SURF b/O~f8t RAY VECTORS (X DIR TAN) (Y DIR TAN) (INC. ANG.) O \lt!p3F SURF X Y Z ZZ HH UNI JNX7]j\ _____________________________________________________________________________________ t3U*rr|A OBJ 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 8.750000E-12 i~l0XjQbs 1 0.000000 8.750000 0.442564 0.000000 -0.056702 5.790967 fE_QB=9 cz 2 0.000000 8.540210 0.142402 0.000000 -0.086503 1.334779 ,|T
3 0.000000 8.256701 1.510615 0.000000 -0.246653 15.791928 4y)"IOd#| 4 0.000000 6.624679 0.478579 0.000000 -0.384916 5.591649 dwAju:-H 5 0.000000 6.274262 0.388953 0.000000 -0.226690 13.957837 A")B<BK --- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE --- {\lu; b! 6 0.000000 5.481374 -0.886627 0.000000 0.444814 M;3uG/E\ 5 0.000000 6.994957 -0.483893 0.000000 1.206445 0XXu_f@]9 4 0.000000 7.951450 -0.691073 0.000000 0.498903 CS6,mX 3 0.000000 10.791512 -2.647176 0.000000 0.470102 bU_9GGG| 2 0.000000 12.783436 -0.319172 0.000000 0.221387 C Q3;NY=o 1 0.000000 13.505397 1.058091 0.000000 -0.095157 u49/LtB\ 2 0.000000 13.193103 0.339970 0.000000 -0.151262 &t%ICz&3 3 0.000000 12.414364 3.579028 0.000000 -0.404621 Mx$VAV^\ 4 0.000000 10.296378 1.164810 0.000000 -0.674892 pBmacFP 5 0.000000 9.767857 0.947929 0.000000 -0.369535 }bix+/] 6 0.000000 8.241826 2.077523 0.000000 -0.148082
]km8M^P 7 0.000000 4.247415 0.334421 0.000000 -0.153884 xN2{Vi{ad 8 0.000000 3.743737 0.107527 0.000000 -0.282387 yrkd#m GHOST REFLECTED FROM SURFACES 1 6 AT SURFACE 9 R.>/%o X Y ZZ HH oa;[[2c --------------------------------------------------------------- [/5>)HK} C 0.00000 -0.828738 0.00000 -0.282387 {kW!|h&' 37M7bB0 光线从表面6反射,然后再从表面1反射,并进入像面,其Y坐标为-0.829mm。 这确实是一个糟糕的鬼像。 #2x\d 如果你在设计过程的早期就发现了这个问题,那么它很容易控制。键入HELP GHOST,然后选择描述控制鬼像的链接。 Cw Z{&
,:;nq> ; 这将打开一个描述如何控制鬼像的页面。 "L{;=-e 10.3.1.5 鬼像图像控制 下一个已有目录 Jq?ai8
鬼像图像由来自一个或多个折射表面的反射引起。 SYNOPSYS可以评估和控制两种类型:GHOST程序可以显示哪些表面的组合会导致鬼像的产生,而BGI可以评估在镜头系统内的另一个位置形成的鬼像的属性。 6RzTSb 从一个选定的近轴鬼像,为了控图像制弥散斑的大小,输入是 :
<m0
GG M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL B8[H><)o\y i,* DWD+ 在这里,您可以看到控制鬼像所需的简单输入。 您的AANT文件中的命令是 vxbO>c M 5 0.1 A PGHOST 6 1 183'1Z$KA ^B]M- XG 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。 WY<ip< 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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