[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 Haq23K  
我们讲到AANT文件定义像差的格式：http://www.opticsky.cn/read-htm-tid-132706.html #'$CC<*vy  
其中有一种像差定义分为GOALS部分和DETAILS部分。GOALS部分的格式已经讲过，现在我们来说一说DETAILS部分。 R`TM@aaS:  
在DETAILS部分，可以使用以下输入指定个别光线进行校正，其格式如下，必须放在GOALS部分之后： *$^ME  
{ A / S / MUL / DIV } { ICOL / P } name HBAR XEN YEN GBAR [ SN ] ^B1vvb  
其中name为以下中的一个：

z81I2?v[Jr	1DZ Gb)OU   YA	UT[KwM{y   ZA	!X[lNtO   RA	]6=cSs!   XG	Z(xn-   XL
F!zZIaB]	6"ZQN)7   YC	AbcLH V.   OPD	3bE^[V8/   RC	"uZ'oN   YG	xu& v(C9   YL
N_/&xHw	5 0~L(<   YP	Y;-"Z   OPP	dQ;rO$co   HFREQ	)I!l:!Ij*D   ZG	63:ZDQ   ZL
n-H0cm	;9u6]%hQTX   XA	U$0#j   ZZ	]!0*k#i_.   HBRAGG	<C CEqY4   ZZG	Q?[k>fu0   ZZL
ckhW?T>l	I"<~!krt%   XC	V4VTP]'n   HH	p(f)u]1`   HEFFIC	6pr}A   HHG	{d^&$~   HHL
D5AKOM!`	Q#:,s8TW[   XP	$9Z8P_^.0(   DSLOPE	wW!*"z   HSFREQ	rl4daV&,U   FLUX	AQ+w%>G6   PL
$lV0TCgba8	=(Gv_   XE	RJBNY;0   YE	[lyB@) 6.   ZE	3R4-MK   ZZE	;=UrIA@y;=   HHE
C7qbofoV	)G*Hl^Z;4   ERROR	!f7}5/YC7v   UNI	`' 6]Z*   UNR	W.0dGUi*   OPL	{u9VHAXCf   ILLUM

;[dcbyu@  
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。

G]q6Ika   ICOL	yt_?4Hc"   是色差编号。可以用“P”代替主色差，但不能用“M”。
. 1?AU6\   YA	q/%f2U%4:   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。
7%)4cHZ^$?   YC	6aMqU?-   是光线的Y坐标，相对于主色差的主光线的Y坐标
M^g"U`   YP	K mL PWj   是光线的Y坐标，相对于要求的色差的主光线的Y坐标。
h-jea1m   XA	Oo=}j   是光线的X坐标的实际值。
Pf@8C{I   XC	zL)m! :_   是光线的X坐标，相对于主色差的主光线的X坐标。
'SOp!h$   XP	oN)K2&M0   是光线的X坐标，相对于要求的色差的主光线的X坐标。
% YU(,83(+   ZA	u-jGv| ,|   是光线的Z坐标的实际值。
S ._9   OPD	{\lu; b!   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。
M;3uG/E\   OPP	0XXu_f@]9   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。
Fwho.R-.   RA	bU_9GGG|   是光轴到光线截距的径向距离。总是正的。
CQ3;NY=o   RC	u49/LtB\   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。
T7!a@   ZZ	/r}t   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。
ZJ+q<n_4}   HH	D!)'c(b   是在表面折射后在Y-Z平面上光线路径投影的正切。
=%$ _)=}J   UNI, SDdK5@1O4o   UNR	gD&%$&q    UNI是在表面折射之前从表面法线出发的光线角度，以度数为单位，且始终为正。UNR是折射后的角度。这些量的目的是使防止非常陡峭的光线截距变得简单，这将引入非常高阶的像差，并且通常会阻碍优化程序的收敛。只要给出一个合理的目标角度，比如60或70度，如果当前角度超过这些值。其他可以影响陡峭角度的选项是DSLOPE像差和ASC。
O!/J2SfuDH   HFREQ	E: XzX Fxx   是光线最后遇到的HOE或光栅的局部光栅频率，单位cy/mm。沿条纹平面测量。
#i:p,5~")   HSFREQ	k)y0V:ZY]O   是沿表面测量的光栅频率，而不是垂直于条纹平面测量的。
yUEUIPL   FLUX	mn 8A%6W   是给定光线/表面截距处的光通量水平与轴点处的光通量水平之差，除以轴上光通量；给出光通量值的分数变化。如果系统处于OBG模式或使用的是OBA的高斯版本，则该计算包括cos**4衰减和切趾以及高斯衰减。小于零的值表示该区域的光通量降低。 (:E^} &A   该特性可以用来控制光束映射，将高斯光束转换成平顶光束。要做到这一点，只需在几个区域将光通量定位为零。这样就可以使在这些点处的光束的平面度最小化。 1z[WJ}$u   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。 p?8>9   还有一个FLUX命令用来分析光通量的均匀性。
rmWG9&coW   XG, YG, ZG	.;*0odxv   是光线的全局(X, Y, Z)坐标。
o+6Y/6Xp@   ZZG, HHG	\<;/)!Nmw   是全局角度正切(见上面的ZZ、HH)。
!BK^5,4?--   XL, YL, ZL, ZZL, HHL 7jEAhi!Cq(	I uhyBo   是对应的局部(X, Y, Z)坐标和角度正切。
Hhfqb"2on   XE, YE, ZE, ZZE, HHE	3H4p$\;C   对应的EXTERNAL(X, Y, Z)坐标和角度正切。
ap_(/W   ERROR	c;(}Ih(#   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。 1v,4[;{   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。 5/neV&VcB   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。 |$6GpAq!   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。) =B;rj   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, FC vR             SYNOPSYS 20 0 FIX 5+,&9;'Y^   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。 uXK$5"   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: S{fNeK   M 1 1 A P ERROR 1 0 1    (for that ray) M{hA`   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。 bpKb<c   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。
.@1\26<   DSLOPE	iCz,|;w%   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 dR $@vDm   M 45 1 A P DSLOPE 1 0 0 0 12 D>LdDhNn,`   也可以用自动斜率控制来控制镜头中所有表面的陡度。 }ZR3   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。)

OP``g/x)  

Pf(z0o&   HBRAGG	xr.fZMOh4   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。
:)mV-(+o   HEFFIC	'nW:2(J   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。 K<\TF+   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。
mxDy!:@=   PL	tPFV6n i   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。
$yc&f(Tv   OPL	|bB..b   给出任意两个表面之间的光程长度。这里需要输入两个表面编号，而不是一个，例如： 8G(wYlxi   M 55.2 1 A P OPL 0 0 1 0 4 9 C 5)G^   本例的目标是沿着表面4和表面9之间的轴向边缘光线的路径，其值为55.2。将物理路径乘以所请求色差中的局部折射率。这一特性目前并不适用于奇怪的光线(它总是导致错误)；也不适用于GRIN，因为路径是弯曲的，折射率到处都在变化。只考虑物理路径，不考虑任何可能由HOE、GRATING或DOE引起的相位变化。
~TurYvf   ILLUM	'B6D&xn'%&   这个像差将给定视场点的照度与轴点的照度比较。该程序发现在0.1区域处的极端光线和输入的HBAR、GBAR之间的立体角，找到主光线和光轴之间的角度(如果像面是平坦的并且非倾斜的，则该角度为表面法线)，COS**4中的因子在视场点暗化，并将结果与轴上的情况进行比较。返回的像差是两者之比。因此，值为1.0意味着该视场点的照度与轴上的照度相同。 dHd{9ftyF   在这种情况下，程序将忽略XEN和YEN参数。 1.jW^sM   这种计算不如ILLUM命令精确，考虑了VSET参数、吸收损耗、涂层效应，并追迹了大量的光线。尽管如此，它通常指示照度多么均匀。因为它假设像面是平面的，所以它可能不适合弯曲的像面。它还假设出瞳处的光线网格是入瞳处网格的线性映射，这通常不完全是这种情况。
=p^*y-z   HBAR	>W 8!YOc   是Y方向的分数物高。
W99Fb+$I   XEN	=}_c=z?UY   是X方向上的分数入瞳坐标。
X~n Kuo   YEN	*|hICTWL   是Y方向上的分数入瞳坐标。
nD E5A   GBAR	8Ck:c45v   是X方向的分数物高。
zBqr15   SN	@HaWd3   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。

p2w/jJMD  
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。 @Q TG
  
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。