[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 
q0Q[]|L  
我们讲到AANT文件定义像差的格式：http://www.opticsky.cn/read-htm-tid-132706.html a{^z= =  
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。 Zy;jp*Q  
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： A
46q`l9B  
{ A / S / MUL / DIV } { ICOL / P } name HBAR XEN YEN GBAR [ SN ] vN],9q  
其中name为以下中的一个：

b|DU	ht]n*   YA	L/-SWid)   ZA	FZ+2{wIV^   RA	8Nyz{T[   XG	'h'pM#D   XL
SM RKEPwp&	gWa0x-   YC	xt pY*   OPD	'l~7u({u   RC	C=q&S6/+   YG	~,&8)1   YL
uj.$GAtO)	(_@5V_U   YP	?&eS}skL   OPP	{ >[ ]iX   HFREQ	JWg.0d$hM   ZG	#iv4L   ZL
t`|Rn9-	3?"gfw W   XA	#xu1 eX0<   ZZ	@#t<!-8d   HBRAGG	nKr'cb   ZZG	^" g?m   ZZL
]J!#"m-]	$#s5y~z   XC	9v*y&V9/   HH	U+B"$yBR   HEFFIC	~zac.:a8   HHG	a BMV6'   HHL
ejkUNCKQt	hOZTD0   XP	E2w-b^,5   DSLOPE	rCA!b"C2   HSFREQ	[u K,.G   FLUX	_$@fCo0   PL
UMd.=HC L	6IT6EkiT   XE	exiu;\+j   YE	 FO^6c   ZE	y< dBF[   ZZE	l6w\E=K   HHE
zzI,iEG	YQ?hAAJ   ERROR	Ji!i}UjD7!   UNI	,z#D[5    UNR	E`^D9:3:)   OPL	#'%ii,;wQ   ILLUM

AU`z.Isf  
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。

uuFQTx))   ICOL	3T]cDVQ_   是色差编号。可以用“P”代替主色差，但不能用“M”。
rqN+0CT   YA	leNX5 sX   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。
M=;csazN   YC	4+d(d   是光线的Y坐标，相对于主色差的主光线的Y坐标
#BBDI   YP	XZ@+aG_%q   是光线的Y坐标，相对于要求的色差的主光线的Y坐标。
L{>rN`{   XA	!=.y[Db=   是光线的X坐标的实际值。
PZV>A!7C8n   XC	fmv:vs /9   是光线的X坐标，相对于主色差的主光线的X坐标。
kn>qX{W   XP	DIQ30(MS   是光线的X坐标，相对于要求的色差的主光线的X坐标。
1=IOio4 U   ZA	|iBf6smF   是光线的Z坐标的实际值。
L7rr/D   OPD	dba_(I~y   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。
(&Q!5{$W   OPP	M61Nl)|mx&   是光线的OPD，以所要求的色差的主光线（principal ray）的截距作为参考球面的中心。
!*&5O~dfN   RA	|#cqxr"   是光轴到光线截距的径向距离。总是正的。
P(8Yz W   RC	~s'}_5;VY   是在主色差中光线截距到主光线的截距的径向距离。它总是正的。
=*ErN   ZZ	_$IWr)8f   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。
Hc\@{17   HH	JLWm9c+UTG   是在表面折射后在Y-Z平面上光线路径投影的正切。
a6z0p%sIZ   UNI, Z P|k3    UNR	4>L*7i   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。
RF2I_4   HFREQ	'*Dp2Y{7   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。
Fng   HSFREQ	{*hFG:u   是沿表面测量的光栅频率，而不是垂直于条纹平面测量的。
]-#/wC[$l=   FLUX	sXP va@8_   是给定光线/表面截距处的光通量水平与轴点处的光通量水平之差，除以轴上光通量；给出光通量值的分数变化。如果系统处于OBG模式或使用的是OBA的高斯版本，则该计算包括cos**4衰减和切趾以及高斯衰减。小于零的值表示该区域的光通量降低。 lj&\F|-i   该特性可以用来控制光束映射，将高斯光束转换成平顶光束。要做到这一点，只需在几个区域将光通量定位为零。这样就可以使在这些点处的光束的平面度最小化。 |;Jt* _   请记住，如果请求的表面在衍射孔径(如针孔)之后，这将不能很好地起作用，因为在这种情况下，表面上的光通量并不仅仅受几何光学的控制。同样，它不能用于校正cos**4，因为它将结果与主光线而不是光轴的结果相比较。较正这种现象，使用ILLUM像差。 Q/Z>w+zh#   还有一个FLUX命令用来分析光通量的均匀性。
W!XBuk-   XG, YG, ZG	qrw*?6mSQ   是光线的全局(X, Y, Z)坐标。
;t9_*)[   ZZG, HHG	Px?"5g#+   是全局角度正切(见上面的ZZ、HH)。
. c<U5/   XL, YL, ZL, ZZL, HHL }I}GA:~$%	f&5S`}C   是对应的局部(X, Y, Z)坐标和角度正切。
Xqm?@JN   XE, YE, ZE, ZZE, HHE	Ex_dqko   对应的EXTERNAL(X, Y, Z)坐标和角度正切。
'M?ptu?f   ERROR	'NjeF&#6   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。 5GJkvZtFY   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 描述:请输入描述 图片:图片2.png 。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。 gk8v{'0Er   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。 k-^^A o*@   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。) `]GL3cIh:   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, Y~^R^J             SYNOPSYS 20 0 FIX -9+$z|K   然后，当初始系统失败时，程序将自动运行修复程序，循环直到所有光线追迹。如果它在合理的时间内不收敛，您可以使用停止标志按钮 描述:请输入描述 图片:图片1.png 中止进程。 k??CXW   要实现自己的误差像差，首先确定哪个光线的误差最大。（通常是全视场上边缘光线；请求TFAN，看看哪边最渐晕。）然后在评价函数中加入一个像差: {y@8E>y5$   M 1 1 A P ERROR 1 0 1    (for that ray) K`X'Hg#_P2   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。 @zw&-b:qI   需要注意的是：如果使用Fix Ray按钮 描述:请输入描述 图片:图片2.png 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。
ea$. +   DSLOPE	jb/C\2U4)   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 oo]P}ra   M 45 1 A P DSLOPE 1 0 0 0 12 mhU=^/X   也可以用自动斜率控制来控制镜头中所有表面的陡度。 ;IPk+,hpmi   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。)

.@;5"  

T&S=/cRBK}   HBRAGG	6f#Mi+"   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。
nZNS}|6   HEFFIC	gxI/MD~!>   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。 ia /#`#.   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。
oTb42a_j{   PL	Fpn'0&~-fi   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。
a ge8I$*`@   OPL	&dw=jHt   给出任意两个表面之间的光程长度。这里需要输入两个表面编号，而不是一个，例如： n?q+:P   M 55.2 1 A P OPL 0 0 1 0 4 9 /:\27n   本例的目标是沿着表面4和表面9之间的轴向边缘光线的路径，其值为55.2。将物理路径乘以所请求色差中的局部折射率。这一特性目前并不适用于奇怪的光线(它总是导致错误)；也不适用于GRIN，因为路径是弯曲的，折射率到处都在变化。只考虑物理路径，不考虑任何可能由HOE、GRATING或DOE引起的相位变化。
r_bG+iw7p   ILLUM	dn=srbJ    这个像差将给定视场点的照度与轴点的照度比较。该程序发现在0.1区域处的极端光线和输入的HBAR、GBAR之间的立体角，找到主光线和光轴之间的角度(如果像面是平坦的并且非倾斜的，则该角度为表面法线)，COS**4中的因子在视场点暗化，并将结果与轴上的情况进行比较。返回的像差是两者之比。因此，值为1.0意味着该视场点的照度与轴上的照度相同。 Q9p2.!/C1   在这种情况下，程序将忽略XEN和YEN参数。 OO nj(%g   这种计算不如ILLUM命令精确，考虑了VSET参数、吸收损耗、涂层效应，并追迹了大量的光线。尽管如此，它通常指示照度多么均匀。因为它假设像面是平面的，所以它可能不适合弯曲的像面。它还假设出瞳处的光线网格是入瞳处网格的线性映射，这通常不完全是这种情况。
n2c(x\DA&   HBAR	<H<Aba9\   是Y方向的分数物高。
+W-b3R:1>   XEN	@sd {V   是X方向上的分数入瞳坐标。
{~g7&+9x*   YEN	-g9CW[   是Y方向上的分数入瞳坐标。
_Y6Ezh.   GBAR	6oq^n s-   是X方向的分数物高。
rniL+/-uU   SN	j[$+DCO#|m   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。

XCn;<$3w  
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。 :m'(8s8  
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。