[原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程三十二：鬼像分析 [复制链接]

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。 ;C-ds  
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。 7z$53z  
jW&*?6<  
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。 k:n{AoUc  
F+Kju2  
 2l,>x  
打开MGH对话框 Q7u|^Gu,5  
%rB,Gl:)g  
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。 \r
aP  
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。 4j;IyQDvM  
    --- GHOST R 0.01 :#vA5kC  
    ID MIT 1 TO 2 UM LENS K cex%.  
{#+K+!SvDX  
fKEDe
>B5  
    GHOST IMAGE ANALYSIS +m JG:n  
JRBz/ j  
vgc~%k62c  
    --- R 0.01 ALL Q:)4  
    --- END (f"Qz~R|6_  
     NO.   GHOST SURF       Ymarg        U'marg        Ychief     INTENSITY  @mw1__?  
    _________________________________________________________________________ 2L^/\!V#  
BUZ74  
$Ud9v4  
    1        2 -   1       -30.0244       -0.3778        7.3095   1.10930E-11 53/$8=  
    2        3 -   1        27.2543       -0.3984        4.6907   1.34627E-11 jA8Bmwt;w  
    3        3 -   2        63.5945       -0.2721        4.1819   2.47264E-12 =_&,^h@'3e  
    4        4 -   1       -46.5167       -0.2920        4.9249   4.62149E-12 eAO@B
  
    5        4 -   2       -25.1674       -0.3088        6.6272   1.57879E-11 R[F`b  
    6        4 -   3       -75.6813       -0.4937        4.4156   1.74591E-12 k4&adX@Y  
    7        5 -   1       -45.8712       -0.2619        4.0455   4.75247E-12 5[\g87\  
    8        5 -   2       -27.0481       -0.2839        6.4039   1.36686E-11 %^W(sB$b  
    9        5 -   3       -72.6068       -0.4577        2.7558   1.89691E-12 &7kLSb&|;  
    10        5 -   4        -3.4550       -0.3402        6.5304   8.37735E-10 @/aJi6d"^E  
    11        6 -   1         0.5515       -0.5074        4.2824   3.28758E-08 h_X'O3r  
    12        6 -   2        44.1259       -0.4028        8.4078   5.13585E-12 >WO;q  
    13        6 -   3       -38.8865       -0.5677        1.4386   6.61305E-12 n<EIu  
    14        6 -   4        67.9018       -0.0930        9.4364   2.16889E-12 8F\'?7  
    15        6 -   5        66.9185       -0.0241        8.9874   2.23310E-12 %A 5s?J?  
    16        7 -   1       -26.2150       -0.5336      -37.0598   1.45513E-11 rG-x 3>b  
    17        7 -   2        17.4775       -0.4677       31.7392   3.27372E-11 (|O(BxS  
    18      7 -   3       -71.3906       -0.6925     -107.3067   1.96208E-12 !]"M]tyv\  
在Ymarg标题下，注意表面6和1组合的最小值0.5515。这告诉您从表面6反射，然后从表面1反射的光将到达像面，形成（近轴）弥散斑半径约1/2毫米。 这可能是个问题。 如果您的镜头很长，通过检查第二个列表更容易找出问题鬼像： DFfh!KKR$  
    CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION wR 2`*.O  
NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE        0.0100 "pX|?ap  
ci%$So2#  
v7j/_;JE;  
  NO.  GHOST INTENS.  ACCUM. INTENS.  SURFACES z__{6"^  
_____________________________________________ ,X| >d
 
    6   1.74591E-12    1.74591E-12     4     3 vzAY+EEx
 
    9   1.89691E-12    3.64282E-12     5     3 !*^+7M  
    18   1.96208E-12    5.60491E-12     7     3 C^JtJv  
    14    2.16889E-12    7.77380E-12     6     4 MG&vduu  
    15    2.23310E-12    1.00069E-11     6     5 7
F]oK0l_  
    3   2.47264E-12    1.24795E-11     3     2 Ai%Wt-  
    20   3.94955E-12    1.64291E-11     7     5 Y}}1]}VIK  
    19   4.15611E-12    2.05852E-11     7     4 |p/[sD+M  
    4   4.62149E-12    2.52067E-11     4     1 q%s<y+  
    7   4.75247E-12    2.99592E-11     5     1 DbI)tDi5D  
    12    5.13585E-12    3.50950E-11     6     2 G"J 8i|~  
    13    6.61305E-12    4.17081E-11     6     3 =J-&usX  
    21   6.62606E-12    4.83341E-11     7     6 "V:RKH`  
    1    1.10930E-11    5.94271E-11     2     1 0kp{`3ce  
    2    1.34627E-11    7.28898E-11     3     1 FKtCUq,:  
    8   1.36686E-11    8.65584E-11     5     2 c8l\1ce?7  
    16   1.45513E-11    1.01110E-10     7     1 nKwOSGPQt  
    5   1.57879E-11    1.16898E-10     4     2 9nd,8Nji  
    25    2.20749E-11    1.38973E-10     8     4 Yg!fEopLb  
    26    2.25477E-11    1.61520E-10     8     5 Ux);~P`/o  
    17   3.27372E-11    1.94257E-10     7     2 7CU<R9Kl  
    24   5.08281E-11    2.45085E-10     8     3 ;Uypv|xX  
    23   5.72162E-11    3.02302E-10     8     2 |Ntretz`\  
    28   8.28536E-11    3.85155E-10     8     7 o -x=/b  
    10   8.37735E-10    1.22289E-09     5     4 h^zcM_  
    27   3.67946E-09    4.90235E-09     8     6 !9S!zRy@  
    22   1.09304E-08    1.58327E-08     8     1 {- &wV  
LK|rLoia:  
    11   3.28758E-08    4.87085E-08     6     1 lR ZuXo9<  
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。 skLr6Cs|  
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： KWVl7Kw#e  
    ; GHPLOT.MAC Re;[S[D7  
    ; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES. FYa
BP;@J%  
'8^>Z.~V  
& @$D(  
    CCW      ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW > W^"*B  
    KAG A
hVV  
    FET 1 ;|vn;s/  
    CHG     ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS ]D>\Z(b
 
    CFIX      ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS 0$R}_Ok  
    VIG F @!9rl'  
    END Xj6?,J  
         ; AND TURN ON VIG MODE IF OFF AbMf8$$3SH  
    SSS .003 tiic>j\D  
           ; SMALL SPOT SIZE HERE !5zj+N  
    GAW      ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS) v00w GOpW  
    GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1   ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS ;:~-=\  
    R .01 ALL   ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE V?Ca[  
    PLOT F`f8q\Fc  
8}OII\  
/:w.Zf>B9  
    GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L   ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004 IDt7KJ@hc  
    PLOT /kFw(l_.  
{@67'jL  
DUs0L\  
    GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L   ; THIS MAKES COLORED BINS ESY\!X:|  
    DRAD .0004 RZ9chTX/  
    PLOT <`=(Ui$fD  
u85Uy yN  
J+nUxF;EE  
    GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L        ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1 wn>?r ?KIB  
    PER 0 0 0 1 99 qJJ~#W)  
    PLOT *46hw(L  
K1|xatx1V  
68a  
    GRW      ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW) >~* w  
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 。 D]5cijO6  
5PT*b}g@  
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： +Ft@S(IE  
v?#W/].C+  
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： ~
i9'9PHX@  
/-C6I:  
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： Ov~>* [  
\QMRuR.  
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。 k9oLJ<.k  
6+_qGV  
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。 =7%c*O <  
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。 R(cM4T.a  
t8z=R6zX  
输出数据： >Byxb./*  
-x0u}I  
aiwKkf`\  
    --- RGHOST 6 1 0 .5 SURF ]=T-Cv=t  
                           RAY VECTORS          (X DIR TAN)  (Y DIR TAN)  (INC. ANG.) @xPWR=Lb  
     SURF             X             Y            Z           ZZ           HH          UNI HF]|>1WV[  
    _____________________________________________________________________________________ 
/UPe@  
    OBJ       0.000000     0.000000     0.000000     0.000000 8.750000E-12 r2xIbZ  
    1    0.000000     8.750000     0.442564     0.000000    -0.056702     5.790967 S,2{^X  
    2    0.000000     8.540210     0.142402     0.000000    -0.086503     1.334779 }*M>gvPo  
    3    0.000000     8.256701     1.510615     0.000000    -0.246653    15.791928 qHra9yuSh  
    4    0.000000     6.624679     0.478579     0.000000    -0.384916     5.591649 sAfNu~d  
    5    0.000000     6.274262     0.388953     0.000000    -0.226690    13.957837 kB $?A8Olu  
     --- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE --- ftwn<B  
    6    0.000000     5.481374    -0.886627     0.000000     0.444814 }D\i1/Y  
        5       0.000000     6.994957    -0.483893     0.000000     1.206445 Cp.qL  
        4       0.000000     7.951450    -0.691073     0.000000     0.498903 g6~B|?!   
        3       0.000000    10.791512    -2.647176     0.000000     0.470102 |?/,ED+|>D  
        2       0.000000    12.783436    -0.319172     0.000000     0.221387 LyWgaf#/d  
    1    0.000000    13.505397     1.058091     0.000000    -0.095157 t}q\.  
    2    0.000000    13.193103     0.339970     0.000000    -0.151262 [$AOu0J  
    3    0.000000    12.414364     3.579028     0.000000    -0.404621  pu?D^h9/  
    4    0.000000    10.296378     1.164810     0.000000    -0.674892 b?{\
t;  
    5    0.000000     9.767857     0.947929     0.000000    -0.369535 \zGmZZ  
    6    0.000000     8.241826     2.077523     0.000000    -0.148082 i"J`$u  
    7    0.000000     4.247415     0.334421     0.000000    -0.153884 1a>TJdoa  
    8    0.000000     3.743737     0.107527     0.000000    -0.282387 b'$fr6"O1  
    GHOST REFLECTED FROM SURFACES    1    6 AT SURFACE    9 8|Vm6*TY&p  
         X              Y               ZZ             HH 1^_V8dm)  
    --------------------------------------------------------------- =9y&j-F  
        0.00000       -0.828738         0.00000       -0.282387 o/5loV3h  
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。 yEB1gYJB  
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。 c#YW>(  
mel(C1b"j/  
这将打开一个描述如何控制鬼像的页面。 Ir :y#  
10.3.1.5 鬼像图像控制 下一个已有目录 Qy_! +q  
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。 ;>Q.r
{P  
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 
%RX}sS  
  M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL 1NQstmd{  
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 ~|5B   
    M    5 0.1 A PGHOST 6 1 @_4E^KgF  
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。 i]M:ntB"  
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。