SYNOPSYS代码详解-渐晕输入和输出
渐晕输入和输出 参考Donald Dilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomous computational methods and techniques》书中第十一章 F1@gYNbI, 打开保存在路径C:\Synopsys\Dbook\中示例镜头C11L1。 BO b#9r 只需在CW窗口键入:SYNOPSYS AI>FETCH C10L1,并点击“Enter”键。然后点击按钮 得到PAD图,如图1所示,它是一个具有渐晕的三片式镜头。由图1可知,上下视场点(绿色和蓝色)的光束尺寸远小于轴上光束(红色)。 [attachment=98351] 图1 具有渐晕的三片式镜头 [attachment=98352] lW,rzJ1 图1中相应的局部放大镜头结构 (~r"N?` =$B:i>z< 在CW中输入:SYNOPSYS AI>LE,打开该镜头的.RLE文件,代码如下: %2<G3]6^U RLE !读取镜头 3B(6^iS ID COOKE TRIPLET F/4.5 670 !镜头标识(ID COOKE TRIPLET F/4.5)和日志编码(670) ^G,]("di` FNAME 'C11L1.RLE ' !指定文件名为'C11L1.RLE' ,$,6%"'" LOG 670 !日志编码;每次SYNOPSYS运行都会自动分配一个日志编码,并自动增加; e+z_Rj%Y;I WAVL .6562700 .5875600 .4861300 !定义可见光三个波长,按长波到短波的顺序,默认权重为1 F3\' WQh APS -3 !定义表面3为实际光阑面;负号(-)表明真实光瞳有效; <Gy)|qpK[ WAP 3 !定义广角光瞳选项3 c}II"P UNITS MM !定义透镜单位为毫米 vZM.gn OBB 0.000000 20.0000000 5.5550000 -2.9848806206109 0.0000000 0.0000000 5.5550000 05zBB !定义物体类型为OBB;第一个数字表明物体在无穷远处,边缘光线角度UMP0为0;第二个数字为半视场角;第三个数字为半孔径YMP1;第四个数字为表面1上主光线高度YP1;后面三个值是光线在X-Z平面上的相应值。 A| #9 0 AIR !表面0(物面)的折射率为1 nlsQf3 1 CAO 4.69068139 0.00000000 0.00000000 !表面1外孔径为4.69068139;X方向偏心为零;Y 方向偏心为零 ZJ} V>Bu- 1 RAD 21.4939500000000 TH 2.00000000 !表面1半径为21.49395mm,厚度为2mm; Qa nE] 1 N1 1.61726800 N2 1.62040602 N3 1.62755182 !表面1,波长1折射率(N1)为1.61726800,波长2折射 @<ba+z>"~4 率为1.62040602,波长3折射率为1.62755182; ?hh4M 1 CTE 0.630000E-05 !定义表面1的热膨胀系数(CTE)
-<gGNj.x- 1 GTB S 'SK16 ' !定义表面1的玻璃材料,S-玻璃库Schott,'SK16 ' -玻璃类型 v1yNVs\} 2 CAO 4.25560632 0.00000000 0.00000000 !表面2外孔径为 4.25560632,X方向无偏心,Y方向无偏心 _MfB,CS
2 RAD -124.0387000000000 TH 5.25509000 AIR !定义表面2半径,厚度,折射率 H|4O`I;~( 3 CAO 3.19251725 0.00000000 0.00000000 !表面3外孔径为3.19251725 nf5Ld"|%9 3 RAD -19.1051800000000 TH 1.25000000 !定义表面3半径,厚度 .17WF\1HC. \v7M`! & 3 N1 1.61163844 N2 1.61658424 N3 1.62846980 !表面3的三个波长折射率 ZM/*cA!" 3 CTE 0.830000E-05 !表面3的热膨胀系数 SU.T0>w 3 GTB S 'F4 ' !表面3的玻璃材料 g_G'%{T7 4 CAO 3.15978037 0.00000000 0.00000000 !表面4的外孔径大小 T`f6`1x 4 RAD 21.9794700000000 TH 4.93473000 AIR !表面4的半径,厚度,折射率 >!|Hns 5 CAO 3.48158127 0.00000000 0.00000000 !表面5的外孔径大小 p4;A[2Ot`: 5 RAD 328.3317499999989 TH 2.25000000 !表面5的半径,厚度; W8Z&J18AU 5 N1 1.61726800 N2 1.62040602 N3 1.62755182 !表面5的三个波长折射率; Gb6t`dSzz 5 CTE 0.630000E-05 !表面5的热膨胀系数 9 veq 5 GID 'SK16 ' !表面5的玻璃类型为'SK16' +53 Tf 5 PIN 1 !表面5拾取表面1的折射率 Lrgv:n 6 CAO 4.00000022 0.00000000 0.00000000 !表面6的外孔径大小 T|NNd1> 6 RAD -16.7537700000000 TH 43.24303731 AIR !表面6的半径,厚度,折射率 LlP_`fA 6 TH 43.24303731 !表面6的厚度 AvdxDN 6 YMT 0.00000000 !YMT求解在表面7上指定的轴向边缘光线高度为0时所对应的厚度 %D|27gh 7 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR !表面7的曲率,厚度,折射率 R9o3T)9V END !以END结束 ~ y%8uHL: ;7"}I &k+G^ !=s# SF2A?L?}+ WAP3选项调整入射光瞳尺寸,使得每个视场点处的边缘光线清除所有定义的透镜孔径。除了表面7之外的所有表面都被分配了一个硬通光孔径CAO。 utxT$1iJn~ WAP3选项是处理渐晕的一种方法。但是在优化过程中,当镜头变化时,光束的大小可在每个表面发生变化,当你不知道完成后的光束大小时,将硬CAO指定到表面是无意义的。因此,在优化过程中永远不要使用WAP 3选项,只在必要时使用。 $v?+X20 r3oAP[+n TTaSg\K 'f9fw^ 相反,采用分段渐晕。首先删除所有CAO和声明WAP,使用代码如下: .7TQae% CHG !改变镜头 EOu\7;kE9 CFREE !移除光阑孔径 je1f\N45 WAP 0 !默认近轴光瞳 TIbqUR END !以END结束 (i^3Lw : t>QAM6[ 6'UtB !gr 运行代码后,得到具有默认孔径且无渐晕的三片式 镜头,如图2所示。镜头像质更差。[attachment=98353] 图2 具有默认孔径且无渐晕的三片式镜头,像质更差 [$_d|Z 在CW中键入POP命令,显示 表面6上有YMT求解而无曲率求解:[attachment=98347] FN5*pVD;< 我们增加一个透镜,使镜头以F/4.5工作,因此UMC求解值为-0.1111。 nj99!"_ 代码如下: pqO}=*v@ CHG !改变镜头 [H-,zY 6 UMC -.1111 !UMC求解在表面6的曲率,并给出相对于光轴的近轴轴向边缘光线角U的规定 jy`jxOoG~Z 值。U的正切值为1/(2*FNUM)=0.1111,负号表示边缘光线在图像下端。 TSXa#SKp STORE 3 !将镜头结果保存在透镜库3的位置[attachment=98348] k;PQVF&E AK\X{>$a! d?(#NP#; 在CW中键入AEE命令,新建一个宏编辑器。优化宏代码如下: S8mqz. LOG !日志编码,每次SYNOPSYS运行都会自动分配一个日志编码 |[n-H;0 PANT !参数输入 YRF%].A%2 VLIST RAD ALL !改变所有表面半径 _ETG.SYq VLIST TH ALL !改变所有表面厚度 fyIL/7hzf4 END !以END结束 D4[1CQ@}4D }I;A\K] lj$\2B AANT !像差输入 uj|{TV>v9 AEC !自动控制玻璃元件和空气间隙的边缘厚度,防止边缘厚度太薄,默认值为1mm z5-vx ` ACC !自动控制玻璃元件中心厚度,防止中心厚度太厚,默认值为1inch
z"8%W?o> GSR .5 10 5 M 0 !校正轴上视场光线网格中的5条光线产生的XC像差;0.5-孔径占比;10-权重; %1fH-:c=C0 5-光线数,M-多色;0-轴上视场; X96>N{C*> GNR .5 2 3 M .7 !校正0.7视场光线网格中的光线产生的YC和XC像差; +HNY!fv9 GNR .5 1 3 M 1 !校正全视场光线网格中的光线产生的YC和XC像差; 2%"2~d7 END !以END结束 rmmN2+H p_S8m|% SNAP !每次迭代一次PAD更新一次 hW[/{2<@ SYNO 30 !迭代次数为30次 WbC|2! mMm_=cfv BuMBnbT pASNiH698 运行优化宏后,消除了边缘羽化,镜头结构如图3所示。由图可知,像差失控,特别是全视场。[attachment=98354] 图3 消除边缘羽化的三片式镜头 n5dFp%k X=)Ue 需要进一步优化,将光束大小设置为全视场光线高度的40%,可通过向AANT中添加VSET指令来完成,代码如下: P]:r'^Yn AANT UR6.zE4=_ AEC !K^.r_0H. ACC W(ITs}O VSET 0.4 !设置渐晕,指定光束大小为全视场光线的正常高度的40%;此命令须在生成光线命令之前 ~F?s\kp6 GSR .5 10 5 M 0 MjCD;I:C. GNR .5 2 3 M .7 !a?$ GNR .5 1 3 M 1 57IAH$n8o END 8B;wn<O "']I.
[attachment=98355] 图4 三片式镜头重新优化,预期渐晕到40%的孔径 Lbk?( TL _cdrz)T 点击图标 打开WS工作表,在编辑窗格中输入CFIX指令,点击按钮'Update'。现在,为每个表面 4d3]L`
f 分配了一个硬孔径CAO,其大小与当前有效的默认CAO相同。 <4SY'-w ;n_ |t/= 9 lE[oAC 点击镜头的表面6,选择CAO半径,单击‘SEL’按钮。将顶部滑块指定给该孔径半径。将滑块向左移动,减小孔径。在全视场观察TFAN,在TFAN左侧40%的位置出现渐晕。如图5所示。[attachment=98356] 图5 调节表面6的孔径,镜头将在TFAN的左侧产生所需的渐晕 GlYNC&,VL \xG>>A% 在表面1上执行相同的操作,在TFAN右侧出现渐晕,如图6所示。[attachment=98357] 图6 调节表面1的孔径,镜头将在TFAN的右侧产生所需的渐晕 OcQ>01Q 'PRsZ`x. (@*[^@ipV 但是为什么PAD显示的仍然是原始的、无渐晕的光束? >2l1t}"\ 我们可通光关闭开关65激活渐晕;也可在CW中键入指令WAP 3来激活渐晕。[attachment=98358] 图7 关闭开关65激活渐晕光束的镜头 (#GOXz wJM})O%SQ 3wK{? 另外,也可通过声明一组VFIELD参数。在CW中输入FVF 0 .5 .8 .9 1;程序会计算出通光孔径的五个视场点的渐晕因素。(在使用FVF命令之前,必须为镜头指定一个实际光阑值。) <6g{vNA U 2am1} PAD显示了应该呈现的渐晕光束,如图8所示。[attachment=98359] 图8 通光减小孔径和VFIELD来进行渐晕 c?B@XIl "&*O7cs$pA `%}SK~<R rC.z772y% 前面我们声明的孔径都是硬孔径CAO。现在,在WS中输入CFREE,单击‘Update’。镜头再次有默认孔径。这次是根据VFIELD光瞳计算的,如图9所示。[attachment=98360] KM$Lu2 ]w z`j1
图9 分配默认孔径以符合VFIELD应用渐晕的镜头 `Yn:fL7S
现在,我们移除VSET指令重新优化,并进行边缘控制,你也可以通过边缘向导(MEW)调整边缘几何,如图10所示。 [attachment=98361] 图10 最后三片式镜头。正确分配渐晕和孔径。 [attachment=98362] 图10中相应的局部镜头放大结构 ek!x:G$' WAP 3和VFIELD设置渐晕后的镜头看起来大致相同,它们的区别在哪?答:软件每次进行光线追迹时,WAP 3 都需要瞄准五条光线。这是一个相当缓慢的选择。而VFIELD 在完成这个计算之后,后续仅需要对准主光线,在请求的视场上进行快速插值 。
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