SYNOPSYS 光学设计软件课程三十二：鬼像分析
6)?u8K5%r
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。 czu9a"M>X
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。 N 6u>V~i
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。 qwJp &6
 ( >ze{T|
打开MGH对话框 sF[gjeIb
 ^,ISz-4
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。 Fp@> (M#3
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。 Wu|MNB?M
--- GHOST R 0.01 'NCqI
ID MIT 1 TO 2 UM LENS _4L 6
=. \hCg q
GHOST IMAGE ANALYSIS : -#w
, <#Rk 'y$
--- R 0.01 ALL i.Y2]1
--- END uo 2k
NO. GHOST SURF Ymarg U'marg Ychief INTENSITY %CvVu)tc
_________________________________________________________________________ 'm6 bfS^T
n~\; +U
1 2 - 1 -30.0244 -0.3778 7.3095 1.10930E-11 ,K\7y2/
2 3 - 1 27.2543 -0.3984 4.6907 1.34627E-11 9@ fSO<
3 3 - 2 63.5945 -0.2721 4.1819 2.47264E-12
]ilLed
4 4 - 1 -46.5167 -0.2920 4.9249 4.62149E-12 1H r1Ir<KR
5 4 - 2 -25.1674 -0.3088 6.6272 1.57879E-11 1|xe'w{
6 4 - 3 -75.6813 -0.4937 4.4156 1.74591E-12 `Ji WS
7 5 - 1 -45.8712 -0.2619 4.0455 4.75247E-12 p o)lN[v
8 5 - 2 -27.0481 -0.2839 6.4039 1.36686E-11 ' fb\t ,
9 5 - 3 -72.6068 -0.4577 2.7558 1.89691E-12 E' `;
10 5 - 4 -3.4550 -0.3402 6.5304 8.37735E-10 i6n,N)%H
11 6 - 1 0.5515 -0.5074 4.2824 3.28758E-08 L YB @L06a
12 6 - 2 44.1259 -0.4028 8.4078 5.13585E-12 fw,,cu`YA
13 6 - 3 -38.8865 -0.5677 1.4386 6.61305E-12 '5$@ I{z
14 6 - 4 67.9018 -0.0930 9.4364 2.16889E-12 Q"{Dijc%
15 6 - 5 66.9185 -0.0241 8.9874 2.23310E-12 pQ0*)}l,
16 7 - 1 -26.2150 -0.5336 -37.0598 1.45513E-11 }cCIYt \RK
17 7 - 2 17.4775 -0.4677 31.7392 3.27372E-11 [fT$ # '6
18 7 - 3 -71.3906 -0.6925 -107.3067 1.96208E-12 ^c}3o|1m(
#9 [>
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： t'At9<ib
CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION bK0(c1*a[e
NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE 0.0100 9^n0<(99b
e>e$ {\ =,
NO. GHOST INTENS. ACCUM. INTENS. SURFACES ^ }5KM87
_____________________________________________ 80Fa i
6 1.74591E-12 1.74591E-12 4 3 H{5,
-x
9 1.89691E-12 3.64282E-12 5 3 z Gg)R
18 1.96208E-12 5.60491E-12 7 3 X=m^+%iD
14 2.16889E-12 7.77380E-12 6 4 sP W :[
15 2.23310E-12 1.00069E-11 6 5 d@{1 2 hq
3 2.47264E-12 1.24795E-11 3 2 KyVzf(^
20 3.94955E-12 1.64291E-11 7 5 {p/Yz#
19 4.15611E-12 2.05852E-11 7 4 9%NsW3|
4 4.62149E-12 2.52067E-11 4 1 NnHaHX
7 4.75247E-12 2.99592E-11 5 1 K*DH_\SPK
12 5.13585E-12 3.50950E-11 6 2 S{&%tj~U
13 6.61305E-12 4.17081E-11 6 3 {vW0O &[
21 6.62606E-12 4.83341E-11 7 6 z)^.ai,: 0
1 1.10930E-11 5.94271E-11 2 1 OwNM`xSa|\
2 1.34627E-11 7.28898E-11 3 1 9{A4>
8 1.36686E-11 8.65584E-11 5 2 9R J#zU K
16 1.45513E-11 1.01110E-10 7 1 ,G VX1B?
5 1.57879E-11 1.16898E-10 4 2 6U8esPs,
25 2.20749E-11 1.38973E-10 8 4
m5N,[^-
26 2.25477E-11 1.61520E-10 8 5 Pb T2-
F_
17 3.27372E-11 1.94257E-10 7 2 1 U/9=b
24 5.08281E-11 2.45085E-10 8 3 /P9fc NP{y
23 5.72162E-11 3.02302E-10 8 2 PbvA~gm
28 8.28536E-11 3.85155E-10 8 7 pl@K"PRE
10 8.37735E-10 1.22289E-09 5 4 l(Hz9
27 3.67946E-09 4.90235E-09 8 6 ! })Y9oZc8
22 1.09304E-08 1.58327E-08 8 1 ]5a3e+
11 3.28758E-08 4.87085E-08 6 1 jGkDD8K [
fCY??su*
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。 \l3z <\
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： nTGf
; GHPLOT.MAC <Bn0wr8)\
; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES. *74/I >i
[75?cQD
CCW ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW (c}! gjm
KAG L |#0CRiN
FET 1 j ]%XY+e
CHG ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS 1I'Q{X&B
CFIX ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS ;!
?l8R
VIG Y$,~"$su|
END {Z <`@\K3
; AND TURN ON VIG MODE IF OFF X)RgXl{
SSS .003 Io
IhQ
; SMALL SPOT SIZE HERE +U ziO#D
GAW ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS) +$>aT (q
GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1 ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS alzdYiGf
R .01 ALL ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE 7uw-1F5x7
PLOT |/xA5_-N
$i<+O,@-
GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004 b5%<},ySq
PLOT sx7zRw
>X
SnUR?k1
GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L ; THIS MAKES COLORED BINS FhBV.,bU,m
DRAD .0004 Ex]Ku
PLOT 5Zhl@v,L%
?ZC!E0]
GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1 }JQy&V%
PER 0 0 0 1 99 I~~":~&
PLOT =6\^ F i
JURu>-i
GRW ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW) rrgOp5aV"
$A,YQH+
GHPLOT有四种模式，在继续之前，最好先阅读他们。 由于此MACro已经在编辑器中，只需选择字符GHPLOT，然后查看TrayPrompt 。 [h
B$%i]\<
 /L(}VJg-
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： ()Wu_ Q
 $Q'LDmot
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： "B +F6
 o>+ mw| {
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： ct,;V/Dx
 Oop6o $k
最后，模式4绘图选出了特定的一组反射（我们所需要的）并绘制出一组子午面的扇形光线。 .C+(E@ey A
 )@Y<
<9'2
在这里，光从左边进入变为红色，从表面6反射后变成蓝色，然后在表面1处第二次反射后变成绿色。它确实在像面聚焦，但是有很多球差 所以鬼像不是很尖锐。 yoe@]c=
再看一下MGH对话框，您会看到我们还没有使用过的其他四个功能。 让我们在0.5视场区域追迹真实鬼影的路径。填写框 如图所示，然后单击RGHOST按钮。 N5K2Hv<"
 <?D I !~
输出数据： >;j&]]-&
--- RGHOST 6 1 0 .5 SURF QH7 GEj]
RAY VECTORS (X DIR TAN) (Y DIR TAN) (INC. ANG.) `h :!^"G
SURF X Y Z ZZ HH UNI 47{5{/B-
_____________________________________________________________________________________ & 'Nzw2
OBJ 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 8.750000E-12 rqBoUS4
1 0.000000 8.750000 0.442564 0.000000 -0.056702 5.790967 ( w"(RM~
2 0.000000 8.540210 0.142402 0.000000 -0.086503 1.334779 sEfT#$ a^8
3 0.000000 8.256701 1.510615 0.000000 -0.246653 15.791928 OA}; pQ9QN
4 0.000000 6.624679 0.478579 0.000000 -0.384916 5.591649 /7+b.h])^
5 0.000000 6.274262 0.388953 0.000000 -0.226690 13.957837 ~ W4SFp
--- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE --- 5"1wz
6 0.000000 5.481374 -0.886627 0.000000 0.444814 @\o Z2sB
5 0.000000 6.994957 -0.483893 0.000000 1.206445 3gJZlH5IR
4 0.000000 7.951450 -0.691073 0.000000 0.498903 T <k;^iqR
3 0.000000 10.791512 -2.647176 0.000000 0.470102 >fT%CGLC0
2 0.000000 12.783436 -0.319172 0.000000 0.221387 74
)G.!
1 0.000000 13.505397 1.058091 0.000000 -0.095157 Vep 41\g^
2 0.000000 13.193103 0.339970 0.000000 -0.151262 M5:*aCN6P
3 0.000000 12.414364 3.579028 0.000000 -0.404621 W)o*$c u
4 0.000000 10.296378 1.164810 0.000000 -0.674892 g;[t1~oF
5 0.000000 9.767857 0.947929 0.000000 -0.369535 #E\6 :U nT
6 0.000000 8.241826 2.077523 0.000000 -0.148082 #^aa&*<D_
7 0.000000 4.247415 0.334421 0.000000 -0.153884 *""W`x
8 0.000000 3.743737 0.107527 0.000000 -0.282387 hz<TjWXv'
GHOST REFLECTED FROM SURFACES 1 6 AT SURFACE 9 j5/|1 N
X Y ZZ HH %FqQ+ 0^
--------------------------------------------------------------- O/(vimx.#F
0.00000 -0.828738 0.00000 -0.282387 h|Qb:zEP ,
>X:!Y[N
光线从表面6反射，然后再从表面1反射，并进入像面，其Y坐标为-0.829mm。 这确实是一个糟糕的鬼像。 2Ir*}s2{
如果你在设计过程的早期就发现了这个问题，那么它很容易控制。键入HELP GHOST，然后选择描述控制鬼像的链接。 qq[Dr|%7
 /$\8?<Pc".
这将打开一个描述如何控制鬼像的页面。 F9las#\J
10.3.1.5 鬼像图像控制 下一个已有目录 ku}`PS0UGd
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。 [,ulz4"
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 d,
?GW
M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL ij3W8i9'
Q 9 f5}
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 ,-(D (J;}1
M 5 0.1 A PGHOST 6 1 (ToD
u@p
w0H#M)c
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。 'q}f3u >
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。
|