[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。 Y(Hs#Kn{  
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。 }W^A*]X  
J\=*#*rJ1  
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。 yyTnL 2Y9  
S)"Jf?  

2&J)dtqz  
打开MGH对话框 YKK*ER0  
~WF\  
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。 ]\HvKCN}  
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。 dft!lBN  
    --- GHOST R 0.01 +k R4E23:  
    ID MIT 1 TO 2 UM LENS +D*Z_Yh6  
4Ftu  
<<O$ G7c  
    GHOST IMAGE ANALYSIS r
Ez^  
k$:|-_(w  
!C.4<?*|  
    --- R 0.01 ALL {R{=+2K!|k  
    --- END y$M%2mh`  
     NO.   GHOST SURF       Ymarg        U'marg        Ychief     INTENSITY 0#gK6o!  
    _________________________________________________________________________ H3oFORh  
AFt s(  
Qn2&nD%zi  
    1        2 -   1       -30.0244       -0.3778        7.3095   1.10930E-11 Q22 GIr  
    2        3 -   1        27.2543       -0.3984        4.6907   1.34627E-11 j<e2d7oN  
    3        3 -   2        63.5945       -0.2721        4.1819   2.47264E-12 kD"{g#c  
    4        4 -   1       -46.5167       -0.2920        4.9249   4.62149E-12 #,'kX
j  
    5        4 -   2       -25.1674       -0.3088        6.6272   1.57879E-11 Lu%b9Jk  
    6        4 -   3       -75.6813       -0.4937        4.4156   1.74591E-12 |u p  
    7        5 -   1       -45.8712       -0.2619        4.0455   4.75247E-12 I)HPO,7  
    8        5 -   2       -27.0481       -0.2839        6.4039   1.36686E-11 l9"s>PU  
    9        5 -   3       -72.6068       -0.4577        2.7558   1.89691E-12 ZSo)  
    10        5 -   4        -3.4550       -0.3402        6.5304   8.37735E-10 j B{8u&kz)  
    11        6 -   1         0.5515       -0.5074        4.2824   3.28758E-08 <wHP2|<l*  
    12        6 -   2        44.1259       -0.4028        8.4078   5.13585E-12 Yx`n:0  
    13        6 -   3       -38.8865       -0.5677        1.4386   6.61305E-12 4?01s-Y  
    14        6 -   4        67.9018       -0.0930        9.4364   2.16889E-12 %!#azI  
    15        6 -   5        66.9185       -0.0241        8.9874   2.23310E-12 `kS
ZX:=};  
    16        7 -   1       -26.2150       -0.5336      -37.0598   1.45513E-11 9;If&uM  
    17        7 -   2        17.4775       -0.4677       31.7392   3.27372E-11 5#z1b
u
 
    18      7 -   3       -71.3906       -0.6925     -107.3067   1.96208E-12 9:lFo=  
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： 0b 54fD=  
    CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION Vi|#@tC'  
NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE        0.0100 )QJUUn#  
&#i"=\d  
JK]PRDyD  
  NO.  GHOST INTENS.  ACCUM. INTENS.  SURFACES 'Z]w^<  
_____________________________________________ N6TH}~62}  
    6   1.74591E-12    1.74591E-12     4     3 JlJ a #  
    9   1.89691E-12    3.64282E-12     5     3 #lO Mm9  
    18   1.96208E-12    5.60491E-12     7     3 I( Mm?9F  
    14    2.16889E-12    7.77380E-12     6     4 \ B%+fw  
    15    2.23310E-12    1.00069E-11     6     5 "9807OME  
    3   2.47264E-12    1.24795E-11     3     2 43 :X,\~)  
    20   3.94955E-12    1.64291E-11     7     5 MWh6]gGs  
    19   4.15611E-12    2.05852E-11     7     4 4mbBmQV$#  
    4   4.62149E-12    2.52067E-11     4     1 tT._VK]o&R  
    7   4.75247E-12    2.99592E-11     5     1 -F3-{E  
    12    5.13585E-12    3.50950E-11     6     2 @'|~v<<WZ  
    13    6.61305E-12    4.17081E-11     6     3 ,/U6[P_C5  
    21   6.62606E-12    4.83341E-11     7     6 rSNi@;  
    1    1.10930E-11    5.94271E-11     2     1 >.D4co>  
    2    1.34627E-11    7.28898E-11     3     1 #rg6,.I)<  
    8   1.36686E-11    8.65584E-11     5     2 2>59q$|  
    16   1.45513E-11    1.01110E-10     7     1 FC4wwzb  
    5   1.57879E-11    1.16898E-10     4     2 x|29L7i  
    25    2.20749E-11    1.38973E-10     8     4 e~(5%CO>#j  
    26    2.25477E-11    1.61520E-10     8     5 OcO3v'&  
    17   3.27372E-11    1.94257E-10     7     2 (QiAisE  
    24   5.08281E-11    2.45085E-10     8     3 ,tRj4mx  
    23   5.72162E-11    3.02302E-10     8     2 DIUjn;>k8  
    28   8.28536E-11    3.85155E-10     8     7 ;O#>Y  
    10   8.37735E-10    1.22289E-09     5     4 oD@7 SF  
    27   3.67946E-09    4.90235E-09     8     6 'we>q@  
    22   1.09304E-08    1.58327E-08     8     1 iam1V)V  
]{>,rK[So  
    11   3.28758E-08    4.87085E-08     6     1 W(/h Vt  
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。 7o}J%z  
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： 9MqGIOQ${j  
    ; GHPLOT.MAC 7>*vI7O0l  
    ; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES. YA5g';$H*  
P1f[%1  
?Ss!e$jf  
    CCW      ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW \lNN Msd&  
    KAG HkVB80hv  
    FET 1 SZCze"`[  
    CHG     ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS rQ snhv  
    CFIX      ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS f|oh.z_R  
    VIG ~7Ux@Sx;  
    END {+b7sA3
 
         ; AND TURN ON VIG MODE IF OFF 9-m=*|p  
    SSS .003 Oa>Ppldeg  
           ; SMALL SPOT SIZE HERE m~ee/&T  
    GAW      ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS) _u9Jxw?F@Y  
    GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1   ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS [=`q>|;pOv  
    R .01 ALL   ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE U,1-A=Og{o  
    PLOT <ZR9GlIr  
}SCM I4\  
-`6+UkOV[x  
    GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L   ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004 *}W_+qo"  
    PLOT X#;bh78&-  
L9#g)tf 8T  
?!/kZM_ts  
    GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L   ; THIS MAKES COLORED BINS 1[-tD0{H  
    DRAD .0004 ZqO^f*F>h  
    PLOT S:ztXhif>  
+X]vl=0  
K\c#ig  
    GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L        ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1 iO; 7t@]-  
    PER 0 0 0 1 99 Pj%|\kbNs  
    PLOT %ULr8)R;  
mpJ#:}n  
d m%8K6|  
    GRW      ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW) <1M-Ro?5k  
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 。 , ++ `=o  
"g8M
0[7e3  
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： b>JDH1)  
7. ;3e@s  
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.XvG_  
|LKXOU c  
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： 7Hu3>4<  
Nda *L|  
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。 r]36zX v  
z2>lI9D4V  
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。 t\ewHZG"  
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。 v|2T%y_ u  
R{T$[$6S  
输出数据： Mf``_=K  
&@YmA1Yu)E  
(Ep\Z 6*  
    --- RGHOST 6 1 0 .5 SURF /&94 eC  
                           RAY VECTORS          (X DIR TAN)  (Y DIR TAN)  (INC. ANG.) P7~>mm+  
     SURF             X             Y            Z           ZZ           HH          UNI 2jhxQL  
    _____________________________________________________________________________________ f& '  
    OBJ       0.000000     0.000000     0.000000     0.000000 8.750000E-12
A3@6N(  
    1    0.000000     8.750000     0.442564     0.000000    -0.056702     5.790967 P";'jVcR  
    2    0.000000     8.540210     0.142402     0.000000    -0.086503     1.334779 ekCC5P!  
    3    0.000000     8.256701     1.510615     0.000000    -0.246653    15.791928 MFk5K  
    4    0.000000     6.624679     0.478579     0.000000    -0.384916     5.591649 XpJ7o=?W3  
    5    0.000000     6.274262     0.388953     0.000000    -0.226690    13.957837 c0u^zH<  
     --- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE --- 4r}8lpF_(  
    6    0.000000     5.481374    -0.886627     0.000000     0.444814 &.?'i1!  
        5       0.000000     6.994957    -0.483893     0.000000     1.206445 d>C$+v>  
        4       0.000000     7.951450    -0.691073     0.000000     0.498903 ,nm*q#R,0  
        3       0.000000    10.791512    -2.647176     0.000000     0.470102 E^eVvP4uC@  
        2       0.000000    12.783436    -0.319172     0.000000     0.221387 uW36;3[f#1  
    1    0.000000    13.505397     1.058091     0.000000    -0.095157 /t"3!Z?BOv  
    2    0.000000    13.193103     0.339970     0.000000    -0.151262 'q:`? nJ^  
    3    0.000000    12.414364     3.579028     0.000000    -0.404621 y h9*z3  
    4    0.000000    10.296378     1.164810     0.000000    -0.674892 @I!0-OjL  
    5    0.000000     9.767857     0.947929     0.000000    -0.369535 3/n5#&c\4  
    6    0.000000     8.241826     2.077523     0.000000    -0.148082 N<injx  
    7    0.000000     4.247415     0.334421     0.000000    -0.153884 )P|),S,;Z  
    8    0.000000     3.743737     0.107527     0.000000    -0.282387 oM
`0y@QCf  
    GHOST REFLECTED FROM SURFACES    1    6 AT SURFACE    9 Z?m3~L9L2  
         X              Y               ZZ             HH N//KPh  
    --------------------------------------------------------------- :Fvrs( x  
        0.00000       -0.828738         0.00000       -0.282387 jtc]>]6i  
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。 kpN)zxfk  
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。 :G%61x&=Zc  
SNI)9k(T{  
这将打开一个描述如何控制鬼像的页面。 B,epzI  
10.3.1.5 鬼像图像控制 下一个已有目录 ut7zVp<"  
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。 W|63Ir67  
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 x+@rg];m  
  M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL ,1o FPa{?  
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 DN57p!z
 
    M    5 0.1 A PGHOST 6 1 wcY?rE9  
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。 ?2Py_gkf  
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。