[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。 V i&*&"q  
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。 -WQ^gcO=7  
3~#h|?  
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。 j w* IO  
DI;DECQl$  
.IJ_jt-^d  
打开MGH对话框 kg`.[{k  
@x/T&67k  
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。 we#wH-  
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。 (Y^X0yA/  
    --- GHOST R 0.01 IL_d:HF|1  
    ID MIT 1 TO 2 UM LENS jLJ1u/l>;  
F,5r9^,_  
c/5W4_J  
    GHOST IMAGE ANALYSIS %AN/>\#p  
u`(- -  
L}m8AAkP[  
    --- R 0.01 ALL `HuCT6O  
    --- END {Q<$Uo6V  
     NO.   GHOST SURF       Ymarg        U'marg        Ychief     INTENSITY Zatf9yGD  
    _________________________________________________________________________ >q7BVF6V|  
:pRpvhm  
Y4IGDY*  
    1        2 -   1       -30.0244       -0.3778        7.3095   1.10930E-11 A6oq.I0  
    2        3 -   1        27.2543       -0.3984        4.6907   1.34627E-11 =H<0o?8?c  
    3        3 -   2        63.5945       -0.2721        4.1819   2.47264E-12 2m>-dqg  
    4        4 -   1       -46.5167       -0.2920        4.9249   4.62149E-12 =:SN1#G3n  
    5        4 -   2       -25.1674       -0.3088        6.6272   1.57879E-11 0 'Vg6E]/  
    6        4 -   3       -75.6813       -0.4937        4.4156   1.74591E-12 A^2L~g[^Q  
    7        5 -   1       -45.8712       -0.2619        4.0455   4.75247E-12 ?m
c%.Bt  
    8        5 -   2       -27.0481       -0.2839        6.4039   1.36686E-11 3
zT_^;:L  
    9        5 -   3       -72.6068       -0.4577        2.7558   1.89691E-12 [j4v]PE  
    10        5 -   4        -3.4550       -0.3402        6.5304   8.37735E-10 !K?qgM  
    11        6 -   1         0.5515       -0.5074        4.2824   3.28758E-08 al+ #y)+  
    12        6 -   2        44.1259       -0.4028        8.4078   5.13585E-12 =_]2&(?  
    13        6 -   3       -38.8865       -0.5677        1.4386   6.61305E-12 !Oi~:Pp  
    14        6 -   4        67.9018       -0.0930        9.4364   2.16889E-12 )wVIb)`R>Y  
    15        6 -   5        66.9185       -0.0241        8.9874   2.23310E-12 MuBx#M/  
    16        7 -   1       -26.2150       -0.5336      -37.0598   1.45513E-11 _p?s9&  
    17        7 -   2        17.4775       -0.4677       31.7392   3.27372E-11 !,Zp? g)  
    18      7 -   3       -71.3906       -0.6925     -107.3067   1.96208E-12 { BEo &  
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： ,i.%nZw\  
    CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION p h[\)  
NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE        0.0100 MlW 8t[  
KS*oxZ  
oRp:B&  
  NO.  GHOST INTENS.  ACCUM. INTENS.  SURFACES 'lZ.j&  
_____________________________________________ DF{OnF  
    6   1.74591E-12    1.74591E-12     4     3 k'_ P7  
    9   1.89691E-12    3.64282E-12     5     3 8j1ekv  
    18   1.96208E-12    5.60491E-12     7     3 (5^ZlOk3  
    14    2.16889E-12    7.77380E-12     6     4 u-"
c0@  
    15    2.23310E-12    1.00069E-11     6     5 2u?zO7W)-L  
    3   2.47264E-12    1.24795E-11     3     2 h.K
(P+h  
    20   3.94955E-12    1.64291E-11     7     5 iq*A("pU  
    19   4.15611E-12    2.05852E-11     7     4 X bkb5EkA  
    4   4.62149E-12    2.52067E-11     4     1 zhB">j8j  
    7   4.75247E-12    2.99592E-11     5     1 /HZumV?  
    12    5.13585E-12    3.50950E-11     6     2 z<]bv7V  
    13    6.61305E-12    4.17081E-11     6     3  BGzI  
    21   6.62606E-12    4.83341E-11     7     6 ]TstSF=  
    1    1.10930E-11    5.94271E-11     2     1 A"Q@W<.  
    2    1.34627E-11    7.28898E-11     3     1 =l<iI*J. M  
    8   1.36686E-11    8.65584E-11     5     2 _~aG|mAj
 
    16   1.45513E-11    1.01110E-10     7     1 HEA eo!  
    5   1.57879E-11    1.16898E-10     4     2 l2
hG$idC  
    25    2.20749E-11    1.38973E-10     8     4 BpLEPuu30  
    26    2.25477E-11    1.61520E-10     8     5 kcB+
_  
    17   3.27372E-11    1.94257E-10     7     2 TOLl@p]lU  
    24   5.08281E-11    2.45085E-10     8     3 #pdUJ2)yM  
    23   5.72162E-11    3.02302E-10     8     2 Ml>( tec
 
    28   8.28536E-11    3.85155E-10     8     7 e~v(eK_  
    10   8.37735E-10    1.22289E-09     5     4 NN 0Q`r,8}  
    27   3.67946E-09    4.90235E-09     8     6 x
O7IzqY  
    22   1.09304E-08    1.58327E-08     8     1 \.e4.[%[2-  
G[idN3+#  
    11   3.28758E-08    4.87085E-08     6     1 R|!B,b(  
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。 +Zk,2ri  
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： p2x[
p  
    ; GHPLOT.MAC [FQ\I-GNC  
    ; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES. +pqM ^3t|y  
NHX>2-b  
EP7AP4  
    CCW      ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW > 8]j   
    KAG `Iy4=nVb  
    FET 1 u@%|kc`  
    CHG     ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS ;mAhY  
    CFIX      ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS ]B9 ^3x[:  
    VIG b4,jN~ci  
    END K'6[J"dB  
         ; AND TURN ON VIG MODE IF OFF G%TL/Z40  
    SSS .003 GO5~!g  
           ; SMALL SPOT SIZE HERE m(sXk}e;1  
    GAW      ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS) JhR W[~  
    GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1   ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS Hlj6$%.  
    R .01 ALL   ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE Sav`%0q?7a  
    PLOT +_HdX w#  
nq`q[KV:  
u}H$-$jE  
    GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L   ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004 ,=[*Lo>O  
    PLOT 0o&}mKe  
i+M*J#'  
dGgP_S  
    GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L   ; THIS MAKES COLORED BINS zXc}W*ymj  
    DRAD .0004 hhRaJ  
    PLOT evl-V>  
E1>/R  
F!KV\?eM$  
    GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L        ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1 ]T{E (9  
    PER 0 0 0 1 99 2f:Mm'XdB  
    PLOT T%CxvZ  
7S2C/f  

.?#uxd~>  
    GRW      ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW) J l7z|QS
 
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 。 & QZVq"  
@eQld\h'  
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： zsTbdF  
`"y{;PCt_  
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： I 8Y*@$h  
^GXEJU7U  
那个尖峰确实是我们的鬼像。 另一种查看它的方法显示在mode-3图中： fCEz-TMW  
9d[qhkPu)  
最后，模式4绘图选出了特定的一组反射（我们所需要的）并绘制出一组子午面的扇形光线。 k7bl'zic  
,@Z_{,b  
在这里，光从左边进入变为红色，从表面6反射后变成蓝色，然后在表面1处第二次反射后变成绿色。它确实在像面聚焦，但是有很多球差 所以鬼像不是很尖锐。 ^Qh-(u`  
再看一下MGH对话框，您会看到我们还没有使用过的其他四个功能。 让我们在0.5视场区域追迹真实鬼影的路径。填写框 如图所示，然后单击RGHOST按钮。 j|'R$|  
q9}2  
输出数据： -gKpL\  
s'2Rs^,hN  
UxPGv;F  
    --- RGHOST 6 1 0 .5 SURF r#~K[qb  
                           RAY VECTORS          (X DIR TAN)  (Y DIR TAN)  (INC. ANG.) 8&a_A:h  
     SURF             X             Y            Z           ZZ           HH          UNI *PB/iVH%6  
    _____________________________________________________________________________________ *)PG-$6X&  
    OBJ       0.000000     0.000000     0.000000     0.000000 8.750000E-12 .S vyj  
    1    0.000000     8.750000     0.442564     0.000000    -0.056702     5.790967 0o68rF5^s  
    2    0.000000     8.540210     0.142402     0.000000    -0.086503     1.334779 <%,'$^'DS  
    3    0.000000     8.256701     1.510615     0.000000    -0.246653    15.791928 {^&k!H2  
    4    0.000000     6.624679     0.478579     0.000000    -0.384916     5.591649 +J40wFI:y  
    5    0.000000     6.274262     0.388953     0.000000    -0.226690    13.957837 :Ee?K  
     --- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE --- G\/IM  
    6    0.000000     5.481374    -0.886627     0.000000     0.444814 d/B*  
        5       0.000000     6.994957    -0.483893     0.000000     1.206445 u:4["ViC  
        4       0.000000     7.951450    -0.691073     0.000000     0.498903 3hJH(ToO  
        3       0.000000    10.791512    -2.647176     0.000000     0.470102 m
e'(lQ6^  
        2       0.000000    12.783436    -0.319172     0.000000     0.221387 <3#<I)#  
    1    0.000000    13.505397     1.058091     0.000000    -0.095157 tBl#o ^  
    2    0.000000    13.193103     0.339970     0.000000    -0.151262 Zps&[;R$-  
    3    0.000000    12.414364     3.579028     0.000000    -0.404621 rdI]\UH  
    4    0.000000    10.296378     1.164810     0.000000    -0.674892 2NR7V*A  
    5    0.000000     9.767857     0.947929     0.000000    -0.369535 ?Y!U*& 7  
    6    0.000000     8.241826     2.077523     0.000000    -0.148082 p+D=}O  
    7    0.000000     4.247415     0.334421     0.000000    -0.153884 "#XtDpGk  
    8    0.000000     3.743737     0.107527     0.000000    -0.282387 ?Y!^I2Y6  
    GHOST REFLECTED FROM SURFACES    1    6 AT SURFACE    9 y*KC*/'"  
         X              Y               ZZ             HH 4hNwKe"Ki  
    --------------------------------------------------------------- /W9 &Ke  
        0.00000       -0.828738         0.00000       -0.282387 |F~88j{VN  
光线从表面6反射，然后再从表面1反射，并进入像面，其Y坐标为-0.829mm。 这确实是一个糟糕的鬼像。 8m7eaZ  
如果你在设计过程的早期就发现了这个问题，那么它很容易控制。键入HELP GHOST，然后选择描述控制鬼像的链接。 X<K9L7/*  
00,9azs  
这将打开一个描述如何控制鬼像的页面。 5vGioO  
10.3.1.5 鬼像图像控制 下一个已有目录 =L16hDk o  
鬼像图像由来自一个或多个折射表面的反射引起。 SYNOPSYS可以评估和控制两种类型：GHOST程序可以显示哪些表面的组合会导致鬼像的产生，而BGI可以评估在镜头系统内的另一个位置形成的鬼像的属性。 foyB{6q8  
从一个选定的近轴鬼像，为了控图像制弥散斑的大小，输入是 {jG.=}/Dk  
  M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL As}eUm)B5c  
在这里，您可以看到控制鬼像所需的简单输入。 您的AANT文件中的命令是 ZV#$Z  
    M    5 0.1 A PGHOST 6 1 .P%ym~S  
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。 f#mx:Q.7I  
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。