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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。 ]yCmGt+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。 [x-Z)Q. 5  
Q$V xm+  
简而言之,鬼像是由镜头系统内的两次不需要的反射光引起的光的聚焦图像。 如果您有3片透镜,则有15个可能的鬼像。 有6片透镜,你有66种可能性,依此类推。 要查看其中一些工具可以执行的操作,请使用ID MIT 1至2 UM镜头对镜头1.RLE进行FETCH。 然后看看PAD显示。 <J?i+b  
 LDwu?"P!  
63-`3R?;  
打开MGH对话框 ;'2y6"\Y  
]O&TU X@)  
在左上角是GHOST按钮。这一特性用于近轴光线追迹来寻找鬼像,当然,它所发现的鬼像与真实光线形成的鬼像有所不同。尽管如此,结果通常很接近,你可以看到问题出现的地方。你可以给镜头中的任何一个或所有的表面分配反射系数,当程序估计它发现的每一个鬼像的强度时,它会考虑这些值。对话框以默认的1%反射率打开,应用于所有的镜头表面。单击GHOST按钮。 _3hCu/BV  
你会得到如下数据。首先分析所有表面的组合;输出的一部分如下所示。 {*>$LlL  
    --- GHOST R 0.01 RQ}x7< /{  
    ID MIT 1 TO 2 UM LENS cs~ }k7><  
|$7!u DU8  
DRf~l9f  
    GHOST IMAGE ANALYSIS \=,+weGw@  
h/eKVRGs"  
H-7*)D  
    --- R 0.01 ALL 6Y\9h)1Jo  
    --- END IExQ}I  
     NO.   GHOST SURF       Ymarg        U'marg        Ychief     INTENSITY _RY<-B   
    _________________________________________________________________________ * C's7O{O  
*"j_3vAx  
YgdoQBQ  
    1        2 -   1       -30.0244       -0.3778        7.3095   1.10930E-11 [- vd]ob  
    2        3 -   1        27.2543       -0.3984        4.6907   1.34627E-11 w?<:`  
    3        3 -   2        63.5945       -0.2721        4.1819   2.47264E-12 1pO ;aG1O  
    4        4 -   1       -46.5167       -0.2920        4.9249   4.62149E-12 o.}^6.h"  
    5        4 -   2       -25.1674       -0.3088        6.6272   1.57879E-11 BjOrQAO  
    6        4 -   3       -75.6813       -0.4937        4.4156   1.74591E-12 HmRwh  
    7        5 -   1       -45.8712       -0.2619        4.0455   4.75247E-12 #@lr$^M  
    8        5 -   2       -27.0481       -0.2839        6.4039   1.36686E-11 *~2jP;$  
    9        5 -   3       -72.6068       -0.4577        2.7558   1.89691E-12 Kq6m5A]z  
    10        5 -   4        -3.4550       -0.3402        6.5304   8.37735E-10 *.voN[$~  
    11        6 -   1         0.5515       -0.5074        4.2824   3.28758E-08 -aKL 78  
    12        6 -   2        44.1259       -0.4028        8.4078   5.13585E-12 +zz9u?2C`  
    13        6 -   3       -38.8865       -0.5677        1.4386   6.61305E-12 .yg"!X  
    14        6 -   4        67.9018       -0.0930        9.4364   2.16889E-12 >G/>:wwSP.  
    15        6 -   5        66.9185       -0.0241        8.9874   2.23310E-12 mj5A*%"W  
    16        7 -   1       -26.2150       -0.5336      -37.0598   1.45513E-11 V/>SjUNq  
    17        7 -   2        17.4775       -0.4677       31.7392   3.27372E-11 e0>@Yp[Kd  
    18      7 -   3       -71.3906       -0.6925     -107.3067   1.96208E-12 nb0<.ICF%R  
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: |]r# IpVf  
    CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION ~]c^v'k  
NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE        0.0100 Z2*hQ`eE  
,ulNap"R  
rw_&t>Ri;  
  NO.  GHOST INTENS.  ACCUM. INTENS.  SURFACES  Q+dBSKSK  
_____________________________________________ iWQBo>x  
    6   1.74591E-12    1.74591E-12     4     3 U|U/B  
    9   1.89691E-12    3.64282E-12     5     3 Wu.od|t0  
    18   1.96208E-12    5.60491E-12     7     3 !!Mp;h'}-  
    14    2.16889E-12    7.77380E-12     6     4 ?_n.B=H`8  
    15    2.23310E-12    1.00069E-11     6     5 _mXq]r0  
    3   2.47264E-12    1.24795E-11     3     2 ecf<(Vl}  
    20   3.94955E-12    1.64291E-11     7     5 ?xUz{O0/  
    19   4.15611E-12    2.05852E-11     7     4 Yn1U@!  
    4   4.62149E-12    2.52067E-11     4     1 fVR ~PG0  
    7   4.75247E-12    2.99592E-11     5     1 D|9B1>A,m  
    12    5.13585E-12    3.50950E-11     6     2 0Xk;X1Xl  
    13    6.61305E-12    4.17081E-11     6     3 ~R!(%j ]  
    21   6.62606E-12    4.83341E-11     7     6 C. 8>  
    1    1.10930E-11    5.94271E-11     2     1 <|Z0|sel  
    2    1.34627E-11    7.28898E-11     3     1 rhNdXYY>  
    8   1.36686E-11    8.65584E-11     5     2 +".&A#wU  
    16   1.45513E-11    1.01110E-10     7     1 P]dDTh~e~  
    5   1.57879E-11    1.16898E-10     4     2 @$+l ^"#-]  
    25    2.20749E-11    1.38973E-10     8     4  4uU(t  
    26    2.25477E-11    1.61520E-10     8     5 ;}|.crMF  
    17   3.27372E-11    1.94257E-10     7     2 K7e<hdP_#  
    24   5.08281E-11    2.45085E-10     8     3 :*c@6;2@  
    23   5.72162E-11    3.02302E-10     8     2 -! ;vX @  
    28   8.28536E-11    3.85155E-10     8     7 9R.tkc|K  
    10   8.37735E-10    1.22289E-09     5     4 &\!-d%||)  
    27   3.67946E-09    4.90235E-09     8     6 <JZ=K5  
    22   1.09304E-08    1.58327E-08     8     1 ;;l(  
#docBsHX&s  
    11   3.28758E-08    4.87085E-08     6     1 z^B!-FcIz>  
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。 rD$7;  
为此,打开名为GHPLOT.MAC的MACro。 (通过本课程,您应该知道如何使用MACro编辑器,您可以使用命令EE打开它。)这是MACro: y=  
    ; GHPLOT.MAC 2px5>4<  
    ; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES. QW6k!ms$  
wJ IJPYTK  
_Q.3X[88C  
    CCW      ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW 3UrqV`x \  
    KAG TTy1a:V  
    FET 1 I X\&lV  
    CHG     ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS ch : 428  
    CFIX      ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS g`J? 2 _]  
    VIG O5k's  
    END #"7:NR^H^  
         ; AND TURN ON VIG MODE IF OFF Iun!r v  
    SSS .003 {MYlW0)~  
           ; SMALL SPOT SIZE HERE ~@got  
    GAW      ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS) RJtSHiM2  
    GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1   ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS ?cg+RNI  
    R .01 ALL   ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE zh50]tX  
    PLOT D0x+b2x^  
CqrmdWN  
|h6 @hB\  
    GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L   ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004 dHOz;4_  
    PLOT UI;!_C_  
VK`b'U &l"  
R9=,T0Y p  
    GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L   ; THIS MAKES COLORED BINS aty K^*aX  
    DRAD .0004 F1%' zsv  
    PLOT w_|WberU  
$L`7(0U-  
SAo"+%  
    GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L        ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1 K90Zf  
    PER 0 0 0 1 99 \ 2".Kb@=  
    PLOT |: nuT$(  
}^LcKV  
ASu9c2s  
    GRW      ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW) m+uh6IqN./  
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 。 0s<o5`v  
7r}gS2d  
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: & 6}vvgz  
x$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: $X\BO&  
=M(\R8  
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: Nw|Lrn*h!  
EB> RY+\  
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。 ,][+:fvS  
;W+.]_$6)T  
在这里,光从左边进入变为红色,从表面6反射后变成蓝色,然后在表面1处第二次反射后变成绿色。它确实在像面聚焦,但是有很多球差 所以鬼像不是很尖锐。 ]pB~&0jg  
再看一下MGH对话框,您会看到我们还没有使用过的其他四个功能。 让我们在0.5视场区域追迹真实鬼影的路径。填写框 如图所示,然后单击RGHOST按钮。 MGmtA(  
yY&(?6\{<<  
输出数据: y>~Ke UC  
}.T$bj1B;V  
hc[GpZcw,  
    --- RGHOST 6 1 0 .5 SURF 1W/= =+%I  
                           RAY VECTORS          (X DIR TAN)  (Y DIR TAN)  (INC. ANG.) 9Pem~<  
     SURF             X             Y            Z           ZZ           HH          UNI uHf~KYL  
    _____________________________________________________________________________________ p.l]% \QI  
    OBJ       0.000000     0.000000     0.000000     0.000000 8.750000E-12 _k j51=  
    1    0.000000     8.750000     0.442564     0.000000    -0.056702     5.790967 crhck'?0  
    2    0.000000     8.540210     0.142402     0.000000    -0.086503     1.334779 5T8!5EcS*  
    3    0.000000     8.256701     1.510615     0.000000    -0.246653    15.791928 Dri1A%  
    4    0.000000     6.624679     0.478579     0.000000    -0.384916     5.591649 ]AHi$Xx  
    5    0.000000     6.274262     0.388953     0.000000    -0.226690    13.957837 X=.+XP]  
     --- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE --- }"cb^3  
    6    0.000000     5.481374    -0.886627     0.000000     0.444814 {{<o1{_H  
        5       0.000000     6.994957    -0.483893     0.000000     1.206445 &.4lhfI+(Q  
        4       0.000000     7.951450    -0.691073     0.000000     0.498903 U7ajDw  
        3       0.000000    10.791512    -2.647176     0.000000     0.470102 slPFDBx  
        2       0.000000    12.783436    -0.319172     0.000000     0.221387 0kiW629o  
    1    0.000000    13.505397     1.058091     0.000000    -0.095157 '2.F-~  
    2    0.000000    13.193103     0.339970     0.000000    -0.151262 4&$G;?#W2  
    3    0.000000    12.414364     3.579028     0.000000    -0.404621 .upcUS8  
    4    0.000000    10.296378     1.164810     0.000000    -0.674892 _;@kS<\N  
    5    0.000000     9.767857     0.947929     0.000000    -0.369535 o oS4F1ta  
    6    0.000000     8.241826     2.077523     0.000000    -0.148082 PGw"\-F  
    7    0.000000     4.247415     0.334421     0.000000    -0.153884 $[|8bE  
    8    0.000000     3.743737     0.107527     0.000000    -0.282387 3cfkJ|fuwe  
    GHOST REFLECTED FROM SURFACES    1    6 AT SURFACE    9 MRJdQCBV  
         X              Y               ZZ             HH atN`w=6A`  
    --------------------------------------------------------------- ,,G0}N@7s  
        0.00000       -0.828738         0.00000       -0.282387 $*@mxwMQ}  
光线从表面6反射,然后再从表面1反射,并进入像面,其Y坐标为-0.829mm。 这确实是一个糟糕的鬼像。 HV?awc  
如果你在设计过程的早期就发现了这个问题,那么它很容易控制。键入HELP GHOST,然后选择描述控制鬼像的链接。 {+r?g J  
f0^s*V+  
这将打开一个描述如何控制鬼像的页面。 {)%B?75~  
10.3.1.5 鬼像图像控制 下一个已有目录 u_ Q3v9  
鬼像图像由来自一个或多个折射表面的反射引起。 SYNOPSYS可以评估和控制两种类型:GHOST程序可以显示哪些表面的组合会导致鬼像的产生,而BGI可以评估在镜头系统内的另一个位置形成的鬼像的属性。 >?tcL *  
从一个选定的近轴鬼像,为了控图像制弥散斑的大小,输入是 }~ +  
  M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL a}Ov @7  
在这里,您可以看到控制鬼像所需的简单输入。 您的AANT文件中的命令是 }'Z(J)Bg  
    M    5 0.1 A PGHOST 6 1 wvc?2~`  
调整权重使其他像差很好地平衡。 如果我们达到这个目标,鬼像将是以前的1%。 5的目标有点随机; 一个面积更大的鬼像也是一个更暗的鬼像,这猜测是一个很好的开始。 }$UuYO/i  
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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