[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。 xt,L* B  
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。 ]U1,Nh
Zu  
TK/'
=8  
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。 vW-`=30  
%O=V4%"m\  
s [F' h-y  
打开MGH对话框 ]</4#?_  
X7d.Ie  
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。 }lTZq|;A  
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。 eu]iwOc&p  
    --- GHOST R 0.01 &qP-x98E?  
    ID MIT 1 TO 2 UM LENS L(n/uQ :  
{3(.c, q@  
9r+O!kF(  
    GHOST IMAGE ANALYSIS h4\6
h  
'
b?.\Bm;  
q[OTaSQ~u^  
    --- R 0.01 ALL ,Zf!KQw  
    --- END %"[dGB$S  
     NO.   GHOST SURF       Ymarg        U'marg        Ychief     INTENSITY 7$'mC9  
    _________________________________________________________________________ ^%%5  
5Vo}G %g  
-A%?T"  
    1        2 -   1       -30.0244       -0.3778        7.3095   1.10930E-11 5J+V:Xu{  
    2        3 -   1        27.2543       -0.3984        4.6907   1.34627E-11 <h_P+ nz  
    3        3 -   2        63.5945       -0.2721        4.1819   2.47264E-12 %;\G@q_p{  
    4        4 -   1       -46.5167       -0.2920        4.9249   4.62149E-12 k gu[!hD1  
    5        4 -   2       -25.1674       -0.3088        6.6272   1.57879E-11 -?B9>6h"  
    6        4 -   3       -75.6813       -0.4937        4.4156   1.74591E-12 42>m,fb2[  
    7        5 -   1       -45.8712       -0.2619        4.0455   4.75247E-12 ](=wlq)  
    8        5 -   2       -27.0481       -0.2839        6.4039   1.36686E-11 0 {JK4]C  
    9        5 -   3       -72.6068       -0.4577        2.7558   1.89691E-12 iE^a%|?}  
    10        5 -   4        -3.4550       -0.3402        6.5304   8.37735E-10 %|(?!w7  
    11        6 -   1         0.5515       -0.5074        4.2824   3.28758E-08 1!(%<R  
    12        6 -   2        44.1259       -0.4028        8.4078   5.13585E-12 ZutB_uW  
    13        6 -   3       -38.8865       -0.5677        1.4386   6.61305E-12 /uE^H%9h  
    14        6 -   4        67.9018       -0.0930        9.4364   2.16889E-12 \FoxKOTp  
    15        6 -   5        66.9185       -0.0241        8.9874   2.23310E-12 $C05iD  
    16        7 -   1       -26.2150       -0.5336      -37.0598   1.45513E-11 oCKM5AVWsv  
    17        7 -   2        17.4775       -0.4677       31.7392   3.27372E-11 .y7)XLC  
    18      7 -   3       -71.3906       -0.6925     -107.3067   1.96208E-12 Sn
0gTsZ  
在Ymarg标题下，注意表面6和1组合的最小值0.5515。这告诉您从表面6反射，然后从表面1反射的光将到达像面，形成（近轴）弥散斑半径约1/2毫米。 这可能是个问题。 如果您的镜头很长，通过检查第二个列表更容易找出问题鬼像： p + l_MB  
    CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION \_*MJ)h)X  
NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE        0.0100 F%#*U82  
y2#>c*  
z
zfn0g  
  NO.  GHOST INTENS.  ACCUM. INTENS.  SURFACES R@<_Hb;Aeb  
_____________________________________________ q^N0abzgP  
    6   1.74591E-12    1.74591E-12     4     3
B80odU&  
    9   1.89691E-12    3.64282E-12     5     3 |#&V:GZp  
    18   1.96208E-12    5.60491E-12     7     3 Itr7lv'5xx  
    14    2.16889E-12    7.77380E-12     6     4 t*a*v;iz  
    15    2.23310E-12    1.00069E-11     6     5 XW?ybH6  
    3   2.47264E-12    1.24795E-11     3     2 :G`L3E&1s  
    20   3.94955E-12    1.64291E-11     7     5 >I
d!I  
    19   4.15611E-12    2.05852E-11     7     4 MxgLztY  
    4   4.62149E-12    2.52067E-11     4     1 nQ642i%RQ  
    7   4.75247E-12    2.99592E-11     5     1 dm2CA0   
    12    5.13585E-12    3.50950E-11     6     2 W ~Jzqp9g  
    13    6.61305E-12    4.17081E-11     6     3 Jh\:X<q  
    21   6.62606E-12    4.83341E-11     7     6 9si}WqAw  
    1    1.10930E-11    5.94271E-11     2     1 *t.q m5h  
    2    1.34627E-11    7.28898E-11     3     1
("?&p3];b  
    8   1.36686E-11    8.65584E-11     5     2 w<Yv`$-`  
    16   1.45513E-11    1.01110E-10     7     1 NT@YLhs?  
    5   1.57879E-11    1.16898E-10     4     2 jJUGZVM6)  
    25    2.20749E-11    1.38973E-10     8     4 wHtJ_Y  
    26    2.25477E-11    1.61520E-10     8     5 GOf`Z'\xt  
    17   3.27372E-11    1.94257E-10     7     2 o9ctJf=qn  
    24   5.08281E-11    2.45085E-10     8     3 o
Q%\[s$  
    23   5.72162E-11    3.02302E-10     8     2 +mc[S  
    28   8.28536E-11    3.85155E-10     8     7 5pM&h~M
 
    10   8.37735E-10    1.22289E-09     5     4 JY2/YDJ  
    27   3.67946E-09    4.90235E-09     8     6 `S\zqF<  
    22   1.09304E-08    1.58327E-08     8     1 ~!
ZmF(:  
0iJ!K;A2%  
    11   3.28758E-08    4.87085E-08     6     1 rBD(2M  
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。 ?GO SeV  
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： 5iQmZ[  
    ; GHPLOT.MAC PFS;/   
    ; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES. |DE%SVZB  
SOp=~

z  
skIiJ'db  
    CCW      ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW &|.hkR2k  
    KAG V#0 dGP-Z  
    FET 1 \.H9$C$  
    CHG     ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS fB~O |g  
    CFIX      ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS \ ]   
    VIG eOm< !H  
    END Vd+td;9(  
         ; AND TURN ON VIG MODE IF OFF p}3NJV  
    SSS .003 ZfPd0 p  
           ; SMALL SPOT SIZE HERE ;} lT  
    GAW      ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS) bLgL0}=n  
    GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1   ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS Q2/MnM  
    R .01 ALL   ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE 7tSJniB  
    PLOT S!;LF4VA  
q,B3ru.?d  
e74zR6  
    GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L   ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004 I^~=,D  
    PLOT w6T[hZ 9  
FR:d^mL  
X^}A*4j  
    GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L   ; THIS MAKES COLORED BINS q!6|lZB3  
    DRAD .0004 D ]OD.  
    PLOT qib7Z]j  
'LVn^TB_f&  
c$0_R;4/  
    GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L        ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1  ep+  
    PER 0 0 0 1 99 @}<"N  
    PLOT t5.`!3EO  
AL$W+')  
yN*:.al  
    GRW      ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW) *>jjMyn  
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 。 y 'OlQ2U  
o+nG3kRD  
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： 0$6*o}N%  
|6E .M1  
在视场中间确实有一个黑色的斑点。 这可能是我们之前标记过的鬼像。 模式2分析显示与倾斜透视图相同的能量分布： D+Cm<ZT~  
'\`6ot8  
那个尖峰确实是我们的鬼像。 另一种查看它的方法显示在mode-3图中： C+w__gO&r  
(;aB!(_  
最后，模式4绘图选出了特定的一组反射（我们所需要的）并绘制出一组子午面的扇形光线。 ?d$"[lKX  
8
j%'9vPi  
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。 JqEW=5  
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。 }e 9!xA  
?"6Ov ]  
输出数据： 6vto++  
rH&G<o&,  
V!4a*,Pz  
    --- RGHOST 6 1 0 .5 SURF Jf7frzw  
                           RAY VECTORS          (X DIR TAN)  (Y DIR TAN)  (INC. ANG.) $;2)s}ci  
     SURF             X             Y            Z           ZZ           HH          UNI \m4T3fy  
    _____________________________________________________________________________________ ZK6Hvc0  
    OBJ       0.000000     0.000000     0.000000     0.000000 8.750000E-12 J$Fnm\  
    1    0.000000     8.750000     0.442564     0.000000    -0.056702     5.790967 kbxg_UI;  
    2    0.000000     8.540210     0.142402     0.000000    -0.086503     1.334779 n@!wp/J,  
    3    0.000000     8.256701     1.510615     0.000000    -0.246653    15.791928 Z%}4bJ  
    4    0.000000     6.624679     0.478579     0.000000    -0.384916     5.591649 &D]p,  
    5    0.000000     6.274262     0.388953     0.000000    -0.226690    13.957837 c'Z:9?#5  
     --- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE --- x4m 5JDC  
    6    0.000000     5.481374    -0.886627     0.000000     0.444814  H;NbQ  
        5       0.000000     6.994957    -0.483893     0.000000     1.206445 )RN<GW'  
        4       0.000000     7.951450    -0.691073     0.000000     0.498903 ebC)H  
        3       0.000000    10.791512    -2.647176     0.000000     0.470102 9#7J:PfZ<  
        2       0.000000    12.783436    -0.319172     0.000000     0.221387 $5AC1g'  
    1    0.000000    13.505397     1.058091     0.000000    -0.095157 %_MEfuL  
    2    0.000000    13.193103     0.339970     0.000000    -0.151262 -v]Qhf&>  
    3    0.000000    12.414364     3.579028     0.000000    -0.404621 o}8I_o&]U  
    4    0.000000    10.296378     1.164810     0.000000    -0.674892 dC.bt|#Oz  
    5    0.000000     9.767857     0.947929     0.000000    -0.369535 dAc ?O-~  
    6    0.000000     8.241826     2.077523     0.000000    -0.148082 TBCp L]QT  
    7    0.000000     4.247415     0.334421     0.000000    -0.153884 lCJ6Ur;  
    8    0.000000     3.743737     0.107527     0.000000    -0.282387 gbDX7r-  
    GHOST REFLECTED FROM SURFACES    1    6 AT SURFACE    9 A`[@8  
         X              Y               ZZ             HH 3`*Kav>"  
    --------------------------------------------------------------- F;8*H1  
        0.00000       -0.828738         0.00000       -0.282387 g # S0V  
光线从表面6反射，然后再从表面1反射，并进入像面，其Y坐标为-0.829mm。 这确实是一个糟糕的鬼像。 }#1/fok  
如果你在设计过程的早期就发现了这个问题，那么它很容易控制。键入HELP GHOST，然后选择描述控制鬼像的链接。 VfSj E.|  
T%$jWndI  
这将打开一个描述如何控制鬼像的页面。 Fv8f+)k)Z~  
10.3.1.5 鬼像图像控制 下一个已有目录 #(KDjnP[  
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。 9CJ(Z+;OM  
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 l30Y8t~d  
  M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL m^V5*JIh  
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 H4:&%"j7  
    M    5 0.1 A PGHOST 6 1 J0Z7l  
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。 #Exp51  
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。