渐晕输入和输出
参考Donald Dilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomous computational methods and techniques》书中第十一章
vxbO>c 打开保存在路径C:\Synopsys\Dbook\中示例镜头C11L1。
6OIA>%{ 只需在CW窗口键入：SYNOPSYS AI>FETCH C10L1,并点击“Enter”键。然后点击按钮
得到PAD图，如图1所示，它是一个具有渐晕的三片式
镜头。由图1可知，上下视场点（绿色和蓝色）的
光束尺寸远小于轴上光束（红色）。
图1 具有渐晕的三片式镜头
0jj
}jw 图1中相应的局部放大镜头结构
^R K[-tVV Wq"pKI#x 在CW中输入：SYNOPSYS AI>LE，打开该镜头的.RLE文件，代码如下：
Cn+TcdHX RLE ！读取镜头
51&wH ID COOKE TRIPLET F/4.5 670 ！镜头标识(ID COOKE TRIPLET F/4.5)和日志编码(670)
y"2# bq FNAME 'C11L1.RLE ' ！指定文件名为'C11L1.RLE'
^#g GA_H LOG 670 ！日志编码;每次SYNOPSYS运行都会自动分配一个日志编码，并自动增加；
2R|2yAh WAVL .6562700 .5875600 .4861300 ！定义可见光三个
波长，按长波到短波的顺序，默认权重为1
bumS>: APS -3 ！定义表面3为实际光阑面；负号(-)表明真实光瞳有效；
FC vR WAP 3 ！定义广角光瞳选项3
MZ% P(5 UNITS MM ！定义
透镜单位为毫米
uXK $5" OBB 0.000000 20.0000000 5.5550000 -2.9848806206109 0.0000000 0.0000000 5.5550000
KOw Ew~ ！定义物体类型为OBB；第一个数字表明物体在无穷远处，边缘
光线角度UMP0为0；第二个数字为半视场角；第三个数字为半孔径YMP1；第四个数字为表面1上主光线高度YP1；后面三个值是光线在X-Z平面上的相应值。
M{hA` 0 AIR ！表面0(物面)的折射率为1
!cWKY \lpv 1 CAO 4.69068139 0.00000000 0.00000000 ！表面1外孔径为4.69068139；X方向偏心为零；Y 方向偏心为零
_3kAN .g 1 RAD 21.4939500000000 TH 2.00000000 ！表面1半径为21.49395mm，厚度为2mm；
I /> .P 1 N1 1.61726800 N2 1.62040602 N3 1.62755182 ！表面1，波长1折射率(N1)为1.61726800，波长2折射
))306*X\ 率为1.62040602，波长3折射率为1.62755182；
+a;: 7[%& 1 CTE 0.630000E-05 ！定义表面1的热膨胀系数(CTE)
sA}=o.\j: 1 GTB S 'SK16 ' ！定义表面1的玻璃
材料，S-玻璃库Schott，'SK16 ' -玻璃类型
{e>}.R 2 CAO 4.25560632 0.00000000 0.00000000 ！表面2外孔径为 4.25560632，X方向无偏心，Y方向无偏心
P]!e M( 2 RAD -124.0387000000000 TH 5.25509000 AIR ！定义表面2半径，厚度，折射率
gzl_
"j 3 CAO 3.19251725 0.00000000 0.00000000 ！表面3外孔径为3.19251725
`q4\w[0+p 3 RAD -19.1051800000000 TH 1.25000000 ！定义表面3半径，厚度
,4EE9
?J W;Fcp 3 N1 1.61163844 N2 1.61658424 N3 1.62846980 ！表面3的三个波长折射率
RHE< QG 3 CTE 0.830000E-05 ！表面3的热膨胀系数
~~wz05oRG
3 GTB S 'F4 ' ！表面3的玻璃材料
2b3x|9o8 4 CAO 3.15978037 0.00000000 0.00000000 ！表面4的外孔径大小
c AIS?]1 4 RAD 21.9794700000000 TH 4.93473000 AIR ！表面4的半径，厚度，折射率
mlIc`G SI 5 CAO 3.48158127 0.00000000 0.00000000 ！表面5的外孔径大小
DAc jx:~ 5 RAD 328.3317499999989 TH 2.25000000 ！表面5的半径，厚度；
L88oh&M 5 N1 1.61726800 N2 1.62040602 N3 1.62755182 ！表面5的三个波长折射率；
b:W]L3Z8 5 CTE 0.630000E-05 ！表面5的热膨胀系数
`[Z?&'CRQ 5 GID 'SK16 ' ！表面5的玻璃类型为'SK16'
5b| _?Em7 5 PIN 1 ！表面5拾取表面1的折射率
njvmf*A?S 6 CAO 4.00000022 0.00000000 0.00000000 ！表面6的外孔径大小
+gK7`:v4O* 6 RAD -16.7537700000000 TH 43.24303731 AIR ！表面6的半径，厚度，折射率
` YI pZ
rB 6 TH 43.24303731 ！表面6的厚度
d]w*fn 6 YMT 0.00000000 ！YMT求解在表面7上指定的轴向边缘光线高度为0时所对应的厚度
u3"F7
lJ 7 CV 0.0000000000000 TH 0.00000000 AIR ！表面7的曲率，厚度，折射率
E )>6}0P END ！以END结束
i[WTp??Uv =}_c=z?UY W\FKA vS /I".n] WAP3选项调整入射光瞳尺寸，使得每个视场点处的边缘光线清除所有定义的透镜孔径。除了表面7之外的所有表面都被分配了一个硬通光孔径CAO。
I,t 0X) WAP3选项是处理渐晕的一种方法。但是在
优化过程中，当镜头变化时，光束的大小可在每个表面发生变化，当你不知道完成后的光束大小时，将硬CAO指定到表面是无意义的。因此，在优化过程中永远不要使用WAP 3选项，只在必要时使用。
T>W(Caelq -OVJ ] va#~ \%` 4[rD| 相反，
采用分段渐晕。首先删除所有CAO和声明WAP，使用代码如下：
+O9l@X$l= CHG ！改变镜头
ZLo3
0* CFREE ！移除光阑孔径
_ mFb+8C WAP 0 ！默认近轴光瞳
.6 END ！以END结束
D~8f6Ko"m N b(se*Y# aD0w82s]J 运行代码后，得到具有默认孔径且无渐晕的三片式 镜头，如图2所示。镜头像质更差。
图2 具有默认孔径且无渐晕的三片式镜头，像质更差
M.H4 ud 在CW中键入POP命令，显示 表面6上有YMT求解而无曲率求解：
ilpg() 我们增加一个透镜，使镜头以F/4.5工作，因此UMC求解值为-0.1111。
v)rN] b] 代码如下：
N!Kd VDdT| CHG !改变镜头
pOw4H67 6 UMC -.1111 !UMC求解在表面6的曲率，并给出相对于光轴的近轴轴向边缘光线角U的规定
(Z 6[a{}1i 值。U的正切值为1/(2*FNUM)=0.1111,负号表示边缘光线在图像下端。
f)N67z6 STORE 3 !将镜头结果保存在透镜库3的位置
Awe\KJ^` CbK7="48 ]Jv Z:'g} 在CW中键入AEE命令，新建一个宏编辑器。优化宏代码如下：
@{XN}tWDOp LOG ！日志编码，每次SYNOPSYS运行都会自动分配一个日志编码
QAcvv 0Hv PANT ！
参数输入
vjbot^W9 VLIST RAD ALL ！改变所有表面半径
qfN<w&P VLIST TH ALL ！改变所有表面厚度
9$S2:2(G END ！以END结束
yTbBYx9Bi P),%S9jP; I>G)wRpfR' AANT ！
像差输入
r| rV1<d AEC ！自动控制玻璃元件和空气间隙的边缘厚度，防止边缘厚度太薄，默认值为1mm
213 D{#2 ACC ！自动控制玻璃元件中心厚度，防止中心厚度太厚，默认值为1inch
<1_?.gSi GSR .5 10 5 M 0 ！校正轴上视场光线网格中的5条光线产生的XC像差；0.5-孔径占比；10-权重；
SLZv` 5-光线数，M-多色；0-轴上视场；
("m W=Ln GNR .5 2 3 M .7 ！校正0.7视场光线网格中的光线产生的YC和XC像差；
uCmdNY GNR .5 1 3 M 1 ！校正全视场光线网格中的光线产生的YC和XC像差；
m0/ J3 END ！以END结束
O(WFj mHx
xAz gQ SNAP ！每次迭代一次PAD更新一次
^<s X^V+{ SYNO 30 ！迭代次数为30次
,gD30Pylz cF,u)+2b|6 [o|]>(tk Ya\G/R 运行优化宏后，消除了边缘羽化，镜头结构如图3所示。由图可知，像差失控，特别是全视场。
图3 消除边缘羽化的三片式镜头
LhV4 ^\+ -cIc&5CS 需要进一步优化，将光束大小设置为全视场光线高度的40%，可通过向AANT中添加VSET指令来完成，代码如下：
Na3tK}x AANT
0@3g'TGl AEC
~oSLW A9 ACC
AGrGZ7p] VSET 0.4 ！设置渐晕，指定光束大小为全视场光线的正常高度的40%；此命令须在生成光线命令之前
TSE(K t GSR .5 10 5 M 0
l\MiG Na GNR .5 2 3 M .7
1mA )=hu GNR .5 1 3 M 1
o{>hOs
& END
/? 2yo{F g F~RUb& */<
图4 三片式镜头重新优化，预期渐晕到40%的孔径
X2sK<Qluql (Grj_p6O 点击图标
打开WS工作表，在编辑窗格中输入CFIX指令，点击按钮'Update'。现在，为每个表面
&QCqaJ- 分配了一个硬孔径CAO,其大小与当前有效的默认CAO相同。
SHz& o[u Z(U&0GH` qxd {c8 点击镜头的表面6，选择CAO半径，单击‘SEL’按钮。将顶部滑块指定给该孔径半径。将滑块向左移动，减小孔径。在全视场观察TFAN，在TFAN左侧40%的位置出现渐晕。如图5所示。
图5 调节表面6的孔径，镜头将在TFAN的左侧产生所需的渐晕
TpMfk7- EEaKT`/d 在表面1上执行相同的操作，在TFAN右侧出现渐晕，如图6所示。
图6 调节表面1的孔径，镜头将在TFAN的右侧产生所需的渐晕
Uc7X) oHeo]<Fbv jY ^ndr0; 但是为什么PAD显示的仍然是原始的、无渐晕的光束？
^{Syg;F= 我们可通光关闭开关65激活渐晕；也可在CW中键入指令WAP 3来激活渐晕。
图7 关闭开关65激活渐晕光束的镜头
4p %`Lv 2LD4f[a; GlD@Ud>o) 另外，也可通过声明一组VFIELD参数。在CW中输入FVF 0 .5 .8 .9 1；程序会计算出通光孔径的五个视场点的渐晕因素。（在使用FVF命令之前，必须为镜头指定一个实际光阑值。）
4 Ag+ YMqL,& Q{1 PAD显示了应该呈现的渐晕光束，如图8所示。
图8 通光减小孔径和VFIELD来进行渐晕
azOp53zR ojyG|Y 5 z El`h r("7
X2f 前面我们声明的孔径都是硬孔径CAO。现在，在WS中输入CFREE，单击‘Update’。镜头再次有默认孔径。这次是根据VFIELD光瞳计算的，如图9所示。
KJ'MK~g _jeub [ 图9 分配默认孔径以符合VFIELD应用渐晕的镜头
#1m!,t C
现在，我们移除VSET指令重新优化，并进行边缘控制，你也可以通过边缘向导(MEW)调整边缘几何，如图10所示。
图10 最后三片式镜头。正确分配渐晕和孔径。
图10中相应的局部镜头放大结构
;Oe6SNquT WAP 3和VFIELD设置渐晕后的镜头看起来大致相同，它们的区别在哪？答：
软件每次进行光线追迹时，WAP 3 都需要瞄准五条光线。这是一个相当缓慢的选择。而VFIELD 在完成这个计算之后，后续仅需要对准主光线，在请求的视场上进行快速插值 。
