[分享]AANT中光线像差DETAILS部分的格式和含义 [复制链接]

摘自User's Manual 10.3.1.2节 &O0+\A9tP  
我们讲到AANT文件定义像差的格式：http://www.opticsky.cn/read-htm-tid-132706.html ]N=C%#ki!  
其中有一种像差定义分为GOALS部分和DETAILS部分。GOALS部分的格式已经讲过，现在我们来说一说DETAILS部分。 5Tu#o()  
在DETAILS部分，可以使用以下输入指定个别光线进行校正，其格式如下，必须放在GOALS部分之后： m3_e]v3{o  
{ A / S / MUL / DIV } { ICOL / P } name HBAR XEN YEN GBAR [ SN ] mu"]B]
 
其中name为以下中的一个：

0A?w,A`"	h%=b"x   YA	0E\R\KO$>   ZA	'12|:t&7   RA	0^E!P>   XG	` V^#Sb   XL
 _&(ij(H	+o'. !sRH   YC	x ;Gyo   OPD	#mkr]K8A4   RC	)7j"OE   YG	BLaXp0   YL
)&dhE^ O	G~B V^   YP	&/JnAfmYqt   OPP	huKz["]z[   HFREQ	Plq[Ml9   ZG	Z:/S@ry   ZL
'|XP}V0I	.k*2T<p$rC   XA	V'mpl   ZZ	!zJ.rYZ=g`   HBRAGG	M;iaNL(   ZZG	iT5H<uS   ZZL
#[KwR\b{:+	vQ_B2#U:   XC	.9^;? Ts   HH	FwW%@Y   HEFFIC	4l$8lYi   HHG	w x,;   HHL
(QRl -| +	qFs<s<]   XP	RDqC$Gu   DSLOPE	YKx0Zs   HSFREQ	c''O+,L1+   FLUX	WX=+\`NyJ(   PL
~o2{Wn["	Aj`4uFhiL   XE	f:UN~z'yr   YE	-{7N]q)}   ZE	hT]p8m aRZ   ZZE	< Ihn1?   HHE
o>*{5>#k'	7>~iS@7GV   ERROR	<QkfvK]Q   UNI	[`b{eLCFX]   UNR	xeH#)QJ t   OPL	A"k,T7B   ILLUM

>L;O, {Px-  
A、S、MUL和DIV确定像差的分量如何与任何先前的分量组合(加、减、乘或除)。在复杂情况下控制边缘羽化的特殊像差形式是可用的。

[ho'Pc3A<   ICOL	\c\ =S   是色差编号。可以用“P”代替主色差，但不能用“M”。
#rC/y0niH   YA	y@Or2bO#   是光线的Y坐标的实际值。注意，如果镜头是AFOCAL，像这样的横向的量会变成角量。
5 O6MI4:   YC	2?ednMoE   是光线的Y坐标，相对于主色差的主光线的Y坐标
kL3=7t^ 1   YP	T*ic?!   是光线的Y坐标，相对于要求的色差的主光线的Y坐标。
8xv\Zj+   XA	bc"N   是光线的X坐标的实际值。
.)GVb<w   XC	avz 4&   是光线的X坐标，相对于主色差的主光线的X坐标。
.=FJ5?:4i%   XP	<?g{Rn   是光线的X坐标，相对于要求的色差的主光线的X坐标。
qXF"1f_+   ZA	!INr   是光线的Z坐标的实际值。
#.='dSj   OPD	hf-S6PEsM   是光程差，以要求色差的波长的波为单位，在该色差下光线的路径和主光线的路径之间的差，以主色差的主光线点作为OPD参考球面的中心。球面可以或不可以投影到无穷远取决于德拜近似是否有效。
/PCQv_Y&,/   OPP	gf=*m"5   是光线的OPD，以所要求的色差的主光线（principal ray）的截距作为参考球面的中心。
:h3JDQe:.   RA	`WT7w']NT   是光轴到光线截距的径向距离。总是正的。
Q4PXC$u   RC	wf4Q}l2,d   是在主色差中光线截距到主光线的截距的径向距离。它总是正的。
{8MF!CG]   ZZ	G~]BC#nB_   是在表面折射后光线路径在X-Z平面上投影的角度的正切。
6{~I7!m"   HH	r=`>'3 } x   是在表面折射后在Y-Z平面上光线路径投影的正切。
FN R& :   UNI, O`=Uq0Vv   UNR	[Wh 43Z   UNI是在表面折射之前从表面法线出发的光线角度，以度数为单位，且始终为正。UNR是折射后的角度。这些量的目的是使防止非常陡峭的光线截距变得简单，这将引入非常高阶的像差，并且通常会阻碍优化程序的收敛。只要给出一个合理的目标角度，比如60或70度，如果当前角度超过这些值。其他可以影响陡峭角度的选项是DSLOPE像差和ASC。
%Fv)$ :b   HFREQ	neBkwXF!   是光线最后遇到的HOE或光栅的局部光栅频率，单位cy/mm。沿条纹平面测量。
h CiblM   HSFREQ	P:vy   是沿表面测量的光栅频率，而不是垂直于条纹平面测量的。
0>`69&;g|   FLUX	dB5DJ:$W$   是给定光线/表面截距处的光通量水平与轴点处的光通量水平之差，除以轴上光通量；给出光通量值的分数变化。如果系统处于OBG模式或使用的是OBA的高斯版本，则该计算包括cos**4衰减和切趾以及高斯衰减。小于零的值表示该区域的光通量降低。 T,fz/5w   该特性可以用来控制光束映射，将高斯光束转换成平顶光束。要做到这一点，只需在几个区域将光通量定位为零。这样就可以使在这些点处的光束的平面度最小化。 R[c_L=   请记住，如果请求的表面在衍射孔径(如针孔)之后，这将不能很好地起作用，因为在这种情况下，表面上的光通量并不仅仅受几何光学的控制。同样，它不能用于校正cos**4，因为它将结果与主光线而不是光轴的结果相比较。较正这种现象，使用ILLUM像差。 1}pR')YL[   还有一个FLUX命令用来分析光通量的均匀性。
S`G\Cd;5   XG, YG, ZG	WKf~K4BL>   是光线的全局(X, Y, Z)坐标。
[ n2udV   ZZG, HHG	v+G:,Tc"   是全局角度正切(见上面的ZZ、HH)。
?1uAY.~ZZB   XL, YL, ZL, ZZL, HHL q|l|gY1g)	1 W u   是对应的局部(X, Y, Z)坐标和角度正切。
D/WS   XE, YE, ZE, ZZE, HHE	}0( Na   对应的EXTERNAL(X, Y, Z)坐标和角度正切。
DbN'b(+   ERROR	z#4g,)ZX   这种像差与其它的像差非常不同，并且只能单独使用，不用定义其它像差。它的目的是校正目前有光线故障而不能正常优化的透镜。可能永远都不应该请求这种异常，而是使用下面描述的自动版本。 66*o2D\Q*G   SYNOPSYS使运行这个特性变得很容易。如果由于光线故障无法进行优化，请立即单击按钮。程序将创建并运行一个快速优化，用ERROR校正在AANT文件中第一个有问题的光线，在最近的PANT文件中使用当前变量。完成后，光线应该完全追迹。然后程序自动发出GDS命令，该命令将返回最后一个MACro，这应该是您的优化MACro。（一定不要在MACro的开头放置GET或FETCH；希望从ERROR像差得到改善的透镜开始）只有在首次尝试运行优化并遇到光线故障时，并且只有在以MACro的形式输入优化文件时，才使用此过程。 X3[!xMij   虽然在此步骤之后有问题的光线通常会追迹，但其他光线仍然会出现故障。如果是这样，只需重复这个过程，再次单击此按钮。这将校正第一个仍然故障的光线，以这种方式可以将它们全部追迹。为了更快地收敛，最好在AANT文件的开始处放置要求最高的光线，这样它们将在早期得到修复。之后剩下的光线应该没问题。当然，镜头的构造可能非常糟糕，以至于即使多次使用这个功能也无法让光线通过，所以它不能保证起作用。但在大多数情况下都取得了优异的结果。 ~#CCRUhM   但是，只有当当前定义的变量能够修复光线故障时，这个按钮才会起作用。如果没有，可能需要创建一个全新的MACro，只用这个像差，并包含一组您认为有效的新变量。(不过，在得到合理的结果之前，使用WorkSheet滑块修改镜头可能更容易一些。) TRZ^$<AG   如果预期一条或多条光线将无法追迹，可以通过在SYNOPSYS命令的第4个词中添加FIX这个词来简化事情。因此, hqPn~Tq             SYNOPSYS 20 0 FIX I,eyL$x   然后，当初始系统失败时，程序将自动运行修复程序，循环直到所有光线追迹。如果它在合理的时间内不收敛，您可以使用停止标志按钮中止进程。 U6Ak"   要实现自己的误差像差，首先确定哪个光线的误差最大。（通常是全视场上边缘光线；请求TFAN，看看哪边最渐晕。）然后在评价函数中加入一个像差:  4_<Uk   M 1 1 A P ERROR 1 0 1    (for that ray) Eg*3**gTO   较正的误差是因为它是负的而最终产生MCS或TIR误差的平方根的参数值。在这个例子中，我们给它一个正目标，程序朝那个值优化镜头。但是，是否到达目标并不重要，因为只要光线追迹无误，评价函数就变为零，运行就终止了。然后可以用通常的评价函数进行优化。 w^gh&E   需要注意的是：如果使用Fix Ray按钮来运行这个功能，那么当错误纠正过程完成时，必须恢复原始变量和评价函数定义。为此，返回最后一个MACro，我们假定它包含PANT和AANT文件。然后，它将跳过该文件中的所有命令，除了PANT、AANT、DAMPING、SNAP和SYNOPSYS命令，以便在此之前的任何东西(比如GET命令)都不会改变已校正的镜头。
5[_8N{QC;   DSLOPE	P `"7m-   这个像差追迹光线以找到目标表面的截距坐标。返回值是表面本身在截距点处的斜率，总是正的，以度为单位。这是为了避免过于陡峭的表面可能难以统一镀膜。因此，表面12现在太陡，要使其在主光线点上变平到45度的斜率，可以用 8;8}Oq   M 45 1 A P DSLOPE 1 0 0 0 12 |BW,pT   也可以用自动斜率控制来控制镜头中所有表面的陡度。 9K|lU:,   我们可以用命令SLOPE来计算所有表面的当前斜率。在用这个像差控制斜率之前，最好先知道斜率值。然后试着一步一步地改变它。(太大的突然变化可能对镜头造成太大影响，以至于原本出色的设计在哪里都找不到。)

*-_Npu6  

^&iV%vQ[   HBRAGG	L|LTsRIq   是HOE的光线截距角度和布拉格角之间的差。这是一个角度，单位为弧度，适用于最后一个被追迹的HOE。如果结构和回放波长不相同，则自动调整布拉格角以考虑这个差。
"tM/`:Qp   HEFFIC	J~q+G   是沿光线的S平面HOE效率的产物。对于HOE，使用了Kogelnik近似并包括波长和角度的影响。在多HOE系统中，要查看中间HOE之后的这个或先前的像差的结果，请在将要考虑的HOE之后指定一个表面编号。 Bv8C_-lV/   对于简单的DOE（用USS 16和USS 25），用标量衍射理论计算效率。在这种情况下，可以通过改变深度（blaze depth）来控制效率。
TeJ `sJ   PL	{%{GZ   是沿给定表面与前一个表面之间的光线的物理长度。无论光线方向如何，这个像差总是正的。与下面的OPL像差进行比较。
lG9ARRy(=   OPL	)* ckJK   给出任意两个表面之间的光程长度。这里需要输入两个表面编号，而不是一个，例如： DOe KW   M 55.2 1 A P OPL 0 0 1 0 4 9 M-N2>i#   本例的目标是沿着表面4和表面9之间的轴向边缘光线的路径，其值为55.2。将物理路径乘以所请求色差中的局部折射率。这一特性目前并不适用于奇怪的光线(它总是导致错误)；也不适用于GRIN，因为路径是弯曲的，折射率到处都在变化。只考虑物理路径，不考虑任何可能由HOE、GRATING或DOE引起的相位变化。
!Yu-a!   ILLUM	F/sBr7I   这个像差将给定视场点的照度与轴点的照度比较。该程序发现在0.1区域处的极端光线和输入的HBAR、GBAR之间的立体角，找到主光线和光轴之间的角度(如果像面是平坦的并且非倾斜的，则该角度为表面法线)，COS**4中的因子在视场点暗化，并将结果与轴上的情况进行比较。返回的像差是两者之比。因此，值为1.0意味着该视场点的照度与轴上的照度相同。 l{9h8]^   在这种情况下，程序将忽略XEN和YEN参数。 9eiBj   这种计算不如ILLUM命令精确，考虑了VSET参数、吸收损耗、涂层效应，并追迹了大量的光线。尽管如此，它通常指示照度多么均匀。因为它假设像面是平面的，所以它可能不适合弯曲的像面。它还假设出瞳处的光线网格是入瞳处网格的线性映射，这通常不完全是这种情况。
c'";36y   HBAR	Ib!rf:   是Y方向的分数物高。
P-[K*/bPw   XEN	<q2nZI^   是X方向上的分数入瞳坐标。
zF&UdS3   YEN	'qAfei']   是Y方向上的分数入瞳坐标。
v Lv@Mo   GBAR	^z^e*<{WEl   是X方向的分数物高。
"Q{~Bj~   SN	`aL|qyrq#   是要计算光线截距的表面编号。默认的表面是像面。不应该为OPD请求输入此参数，在像面无效。

gqRTv_;  
为了节省计算时间，该程序检查是否为之前的光线像差追迹XC、YC、RC、OPD或FLUX像差所需的主光线，并将在可能的情况下自动重新使用其坐标。M / L请求的可选SCR将迫使程序重新使用最后的主光线坐标。 D'cY7P  
M / L请求的可选SR将导致程序重新使用前一个光线。例如，XA和YA都可以在单独的像差中给出单独的目标。