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SYNOPSYS 光学设计软件课程三十二:鬼像分析
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小火龙果
2019-11-26 10:08
SYNOPSYS 光学设计软件课程三十二:鬼像分析
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。
Pm*FA8 a7
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。
5R"iF+p4
_vr>-:G
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。
Bs:INvhYW
B"P-h^oiV
g 67;O(3
打开MGH对话框
eEl}.W}
.?|pv}V
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。
/?C}PM
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。
{$5?[KD
--- GHOST R 0.01
[+j}:u
ID MIT 1 TO 2 UM LENS
G |033(j
`\Z7It?aDs
_!2bZ:emG
GHOST IMAGE ANALYSIS
2SVBuV/R
]jQj/`v1
,}?x!3
--- R 0.01 ALL
D;nm~O%
--- END
KsVN<eR{
NO. GHOST SURF Ymarg U'marg Ychief INTENSITY
U|yXJ.Z3
_________________________________________________________________________
a/p} ?!\
8725ET t
- >_rSjnM{
1 2 - 1 -30.0244 -0.3778 7.3095 1.10930E-11
p$.m=+K~
2 3 - 1 27.2543 -0.3984 4.6907 1.34627E-11
~*NG~Kn"s
3 3 - 2 63.5945 -0.2721 4.1819 2.47264E-12
oA+/F]XJ
4 4 - 1 -46.5167 -0.2920 4.9249 4.62149E-12
}Y9= 3X
5 4 - 2 -25.1674 -0.3088 6.6272 1.57879E-11
l|{q8i#4V
6 4 - 3 -75.6813 -0.4937 4.4156 1.74591E-12
]40@yrc
7 5 - 1 -45.8712 -0.2619 4.0455 4.75247E-12
:yFUlO:
8 5 - 2 -27.0481 -0.2839 6.4039 1.36686E-11
x#)CH}J
9 5 - 3 -72.6068 -0.4577 2.7558 1.89691E-12
z.Y`"B'j`
10 5 - 4 -3.4550 -0.3402 6.5304 8.37735E-10
Iy[TEB
11 6 - 1 0.5515 -0.5074 4.2824 3.28758E-08
}o,-@R~
12 6 - 2 44.1259 -0.4028 8.4078 5.13585E-12
:[\M|iAo
13 6 - 3 -38.8865 -0.5677 1.4386 6.61305E-12
)wqG^yv
14 6 - 4 67.9018 -0.0930 9.4364 2.16889E-12
"@ 1+l&
15 6 - 5 66.9185 -0.0241 8.9874 2.23310E-12
Ar{7H)V:
16 7 - 1 -26.2150 -0.5336 -37.0598 1.45513E-11
<ddXvUCX
17 7 - 2 17.4775 -0.4677 31.7392 3.27372E-11
:d)y
18 7 - 3 -71.3906 -0.6925 -107.3067 1.96208E-12
xky +"
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:
N1!O8"Q|*3
CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION
nY M2Vxi0+
NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE 0.0100
y\?NB:=%
l~(A(1
oU`{6 ~;
NO. GHOST INTENS. ACCUM. INTENS. SURFACES
|&u4Q /0
_____________________________________________
qe[P'\]L
6 1.74591E-12 1.74591E-12 4 3
0]k-0#JM
9 1.89691E-12 3.64282E-12 5 3
7ILb&JQ!%{
18 1.96208E-12 5.60491E-12 7 3
2QIx~Er
14 2.16889E-12 7.77380E-12 6 4
eHE?#r16Z
15 2.23310E-12 1.00069E-11 6 5
1[:tiTG|C
3 2.47264E-12 1.24795E-11 3 2
*G&3NSM-
20 3.94955E-12 1.64291E-11 7 5
ssY5g !%
19 4.15611E-12 2.05852E-11 7 4
r7FFZNs!
4 4.62149E-12 2.52067E-11 4 1
JavSR1_
7 4.75247E-12 2.99592E-11 5 1
/0 2-0mNv
12 5.13585E-12 3.50950E-11 6 2
.dPy<6E
13 6.61305E-12 4.17081E-11 6 3
T/$hN hQK
21 6.62606E-12 4.83341E-11 7 6
Xte"tf9(C
1 1.10930E-11 5.94271E-11 2 1
FE'F@aS\
2 1.34627E-11 7.28898E-11 3 1
9M;k(B!
8 1.36686E-11 8.65584E-11 5 2
Xn6'*u>+;[
16 1.45513E-11 1.01110E-10 7 1
=wquFA!c
5 1.57879E-11 1.16898E-10 4 2
| K w}S/F
25 2.20749E-11 1.38973E-10 8 4
)0XJOm
26 2.25477E-11 1.61520E-10 8 5
zvOSQxGQ
17 3.27372E-11 1.94257E-10 7 2
}rA _4%
24 5.08281E-11 2.45085E-10 8 3
;d<RPVE:
23 5.72162E-11 3.02302E-10 8 2
wOV}<.W
28 8.28536E-11 3.85155E-10 8 7
A}W}H;8x
10 8.37735E-10 1.22289E-09 5 4
2fFGS.l
27 3.67946E-09 4.90235E-09 8 6
ovsI2
22 1.09304E-08 1.58327E-08 8 1
\Xpq=2`
|R3A$r#-
11 3.28758E-08 4.87085E-08 6 1
Nhrh>x[wJ
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。
FA$1&Fu3Y
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:
A(1dq
; GHPLOT.MAC
ov|/=bzro
; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES.
"t&_!Rm
snvixbN
Yq0j w&v
CCW ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW
wvz_)bN~A
KAG
O Ce;8 ^
FET 1
z;1qYW[-A
CHG ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS
-_T@kg[0zB
CFIX ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS
^"{txd?6
VIG
&Ef_p-e-P
END
" "{#~X}
; AND TURN ON VIG MODE IF OFF
Uu(FFd~3
SSS .003
j6#RV@ p`
; SMALL SPOT SIZE HERE
[`U9
GAW ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS)
&pN/+,0E
GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1 ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS
~@ML>z7
R .01 ALL ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE
fBZR
PLOT
R}0xWPt9G
q %hxU.h
TKrh3
GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004
{Ax{N
PLOT
cwBf((~
YdF\*tZ
o 4cqLMu
GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L ; THIS MAKES COLORED BINS
j7v?NY
DRAD .0004
zOT(>1'
PLOT
hM~zO1XW
`>N_A!pr`
HK4 *+
GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1
gF8n{b
PER 0 0 0 1 99
b^C2<'
PLOT
a6 epew!2
MClvmv^
xAJuIR1Hi
GRW ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW)
xSL%1>MrN
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 。
/8"9sf*
\Ss6F]K]
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:
'/~j!H4q9
?0hEd9TU
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:
f,WAl\
/><+[\q4LM
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:
@ !m+s~~]h
qb?9i-(
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。
$|n#L6k
@`H47@e
在这里,光从左边进入变为红色,从表面6反射后变成蓝色,然后在表面1处第二次反射后变成绿色。它确实在像面聚焦,但是有很多球差 所以鬼像不是很尖锐。
'.1_anE]
再看一下MGH对话框,您会看到我们还没有使用过的其他四个功能。 让我们在0.5视场区域追迹真实鬼影的路径。填写框 如图所示,然后单击RGHOST按钮。
.vk|aIG
>Qold7 M
输出数据:
|nq}#
e sDd>W
#b5V/)K
--- RGHOST 6 1 0 .5 SURF
1@ .Eh8y
RAY VECTORS (X DIR TAN) (Y DIR TAN) (INC. ANG.)
^E= w3g&
SURF X Y Z ZZ HH UNI
0MX``/Z72
_____________________________________________________________________________________
#25%17
OBJ 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 8.750000E-12
^Uq"hT(41
1 0.000000 8.750000 0.442564 0.000000 -0.056702 5.790967
s6.#uT7h
2 0.000000 8.540210 0.142402 0.000000 -0.086503 1.334779
Y!nxHRE
3 0.000000 8.256701 1.510615 0.000000 -0.246653 15.791928
<j^bk"l p
4 0.000000 6.624679 0.478579 0.000000 -0.384916 5.591649
J-)9>~[E<
5 0.000000 6.274262 0.388953 0.000000 -0.226690 13.957837
kZJ.G
--- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE ---
N;.}g*_+}
6 0.000000 5.481374 -0.886627 0.000000 0.444814
^*A8 NdaB
5 0.000000 6.994957 -0.483893 0.000000 1.206445
ExJexjOWI^
4 0.000000 7.951450 -0.691073 0.000000 0.498903
Z+]Uw
3 0.000000 10.791512 -2.647176 0.000000 0.470102
W*/0[|n*
2 0.000000 12.783436 -0.319172 0.000000 0.221387
76j5
1 0.000000 13.505397 1.058091 0.000000 -0.095157
>YuiCf?c7
2 0.000000 13.193103 0.339970 0.000000 -0.151262
0Z<&M|G
3 0.000000 12.414364 3.579028 0.000000 -0.404621
Qkq9oZ
4 0.000000 10.296378 1.164810 0.000000 -0.674892
mH\eJ
5 0.000000 9.767857 0.947929 0.000000 -0.369535
>4@/x{{
6 0.000000 8.241826 2.077523 0.000000 -0.148082
fBRU4q=^T
7 0.000000 4.247415 0.334421 0.000000 -0.153884
%jnSJjcq
8 0.000000 3.743737 0.107527 0.000000 -0.282387
`am]&0g^+(
GHOST REFLECTED FROM SURFACES 1 6 AT SURFACE 9
K6X}d,g
X Y ZZ HH
*D6X&Hg&5
---------------------------------------------------------------
Z[pMlg6Z
0.00000 -0.828738 0.00000 -0.282387
!=yNj6_f
光线从表面6反射,然后再从表面1反射,并进入像面,其Y坐标为-0.829mm。 这确实是一个糟糕的鬼像。
1w/Ur'8we
如果你在设计过程的早期就发现了这个问题,那么它很容易控制。键入HELP GHOST,然后选择描述控制鬼像的链接。
.,$<waGD
D<:J6W7]
这将打开一个描述如何控制鬼像的页面。
`7mRUDz
10.3.1.5 鬼像图像控制 下一个已有目录
^qP}/H[QT
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 6~6hg
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
/;rPzP4K6
M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL
F#^<t$5t
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
|A0)-sVZ
M 5 0.1 A PGHOST 6 1
rjLPX
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。
QqU>V0y"w(
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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