鬼像分析:SYNOPSYS 光学设计软件
G )vNMl
你的镜头在看起来很好，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。这不是一个好现象，而且这种情况经常发生。 sH6;__e
为了避免这种意外，SYNOPSYS提供了一套强大的分析功能，您应该了解这些功能，并在适当的时候使用它们。它们可以在MGH对话框(菜单、鬼像图像)中找到，并且通过这些工具，您可以在设计的早期发现问题，并在完成前纠正它们。 ::Zo` vP
为了避免这种意外，SYNOPSYS提供了一套强大的分析功能，您应该了解这些功能，并在适当的时候使用它们。它们可以在MGH对话框(菜单、鬼像图像)中找到，并且通过这些工具，您可以在设计的早期发现问题，并在完成前纠正它们。 ~[CFs'`(2
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。 这要记住很多 - 但不要担心，SYNOPSYS有分析的工具。 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。 7xnj\9$m
 3?o 4
被鬼像图像困扰时它并不是很明显，但是这种情况很少见。我们来看看吧。打开MGH对话框 7.
F'1oEf
 x pdpD
在左上角是GHOST按钮。这一特性用于仅使用近轴光线追迹来寻找鬼像，当然，它所发现的鬼像与真实光线形成的鬼像有所不同。尽管如此，结果通常很接近，你可以看到问题出现的地方。你可以给镜头中的任何一个或所有的表面分配反射系数，当程序估计它发现的每一个鬼像的强度时，它会考虑这些值。对话框以默认的1%反射率打开，应用于所有的镜头表面。单击GHOST按钮。 xvl$,\iqE
你会得到两张数字表。首先分析所有表面的组合;输出的一部分如下所示。 joY7Vk!< o
--- GHOST R 0.01 (3n "a'
ID MIT 1 TO 2 UM LENS 12 p`ZD=
%+*=Vr
GHOST IMAGE ANALYSIS Lc!2'Do;
tF;0P\i
--- R 0.01 ALL sVyV|!K
--- END fRS;6Jc
NO. GHOST SURF Ymarg U'marg Ychief INTENSITY 0? {ADQz
_________________________________________________________________________ bZ* = fdh
*PF<J/Pr
1 2 - 1 -30.0244 -0.3778 7.3095 1.10930E-11 ,`t+X=#
2 3 - 1 27.2543 -0.3984 4.6907 1.34627E-11 F`g(vD >
3 3 - 2 63.5945 -0.2721 4.1819 2.47264E-12 Pb&tWv\ql
4 4 - 1 -46.5167 -0.2920 4.9249 4.62149E-12 ]N'3jf`W
5 4 - 2 -25.1674 -0.3088 6.6272 1.57879E-11 #/>TuJc
6 4 - 3 -75.6813 -0.4937 4.4156 1.74591E-12 R"W}\0k
7 5 - 1 -45.8712 -0.2619 4.0455 4.75247E-12 FGDVBUY@
8 5 - 2 -27.0481 -0.2839 6.4039 1.36686E-11
0pE >O7
9 5 - 3 -72.6068 -0.4577 2.7558 1.89691E-12 XIwJhsYZ'9
10 5 - 4 -3.4550 -0.3402 6.5304 8.37735E-10 -,8L L@_
11 6 - 1 0.5515 -0.5074 4.2824 3.28758E-08 ]dUG=dWO
12 6 - 2 44.1259 -0.4028 8.4078 5.13585E-12 P&0eu
13 6 - 3 -38.8865 -0.5677 1.4386 6.61305E-12 8'PZA,CW
14 6 - 4 67.9018 -0.0930 9.4364 2.16889E-12 T;6M UmyC
15 6 - 5 66.9185 -0.0241 8.9874 2.23310E-12 l<6G Z
16 7 - 1 -26.2150 -0.5336 -37.0598 1.45513E-11 XPd mz !,b
17 7 - 2 17.4775 -0.4677 31.7392 3.27372E-11 $d*9]M4
18 7 - 3 -71.3906 -0.6925 -107.3067 1.96208E-12 X%yG{\6:
K1@ Pt}
在Ymarg标题下，注意表面6和1组合的最小值0.5515。这告诉您从表面6反射，然后从表面1反射的光将到达像面，形成（近轴）弥散斑半径约1/2毫米。 这可能是个问题。 如果您的镜头很长，通过检查第二个列表更容易找出问题鬼像： GD4S/fn3
CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION J ?o
NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE 0.0100 9nR\7!_
[xqV`(vM
NO. GHOST INTENS. ACCUM. INTENS. SURFACES ZJ3g,d c
_____________________________________________ hTDK[4e
6 1.74591E-12 1.74591E-12 4 3 '|[!I!WB`
9 1.89691E-12 3.64282E-12 5 3 M=iTwK
18 1.96208E-12 5.60491E-12 7 3 ?+] =|hN
14 2.16889E-12 7.77380E-12 6 4 |.k'?!
15 2.23310E-12 1.00069E-11 6 5 >V6 t
L;+
3 2.47264E-12 1.24795E-11 3 2 OjGI
!
20 3.94955E-12 1.64291E-11 7 5
V_h&9]RL
19 4.15611E-12 2.05852E-11 7 4 ,ua1sTgQ
4 4.62149E-12 2.52067E-11 4 1 D, ")n75
7 4.75247E-12 2.99592E-11 5 1 gGrVpOzBj
12 5.13585E-12 3.50950E-11 6 2 0he3[m}Nr
13 6.61305E-12 4.17081E-11 6 3 nXT`7
21 6.62606E-12 4.83341E-11 7 6 "<iH 8MzZ
1 1.10930E-11 5.94271E-11 2 1 4\n
~
2 1.34627E-11 7.28898E-11 3 1 bv 4umL /
8 1.36686E-11 8.65584E-11 5 2 1 GYZ1iA
16 1.45513E-11 1.01110E-10 7 1 6q^$}eOt
5 1.57879E-11 1.16898E-10 4 2 q %sZV>
25 2.20749E-11 1.38973E-10 8 4 ;Fq mZjm
26 2.25477E-11 1.61520E-10 8 5 JV~
Dly>
17 3.27372E-11 1.94257E-10 7 2 :9hGL
24 5.08281E-11 2.45085E-10 8 3 2 5 \S>
23 5.72162E-11 3.02302E-10 8 2 EJn]C=_(
28 8.28536E-11 3.85155E-10 8 7 @;egnXxF<
10 8.37735E-10 1.22289E-09 5 4 8 W
27 3.67946E-09 4.90235E-09 8 6 Ks x-Y"
22 1.09304E-08 1.58327E-08 8 1 0=>$J
WF
11 3.28758E-08 4.87085E-08 6 1 !+SL=x y!{
RRja{*R
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。 %Y&48''"
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： 0x<ASfka
; GHPLOT.MAC TsFhrtnx&X
; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES. JVoC2Z<
Jj=qC{]
CCW ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW 6 - 3?&+
KAG f ./K/
FET 1 8"&!3_
CHG ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS T]\1gs41
CFIX ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS GxhE5f;
VIG Kg 6J:HD49
END &@lfr 623
; AND TURN ON VIG MODE IF OFF ,-6Oma
-
SSS .003 ZXx1S?u
; SMALL SPOT SIZE HERE Zv@qdY<:
GAW ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS) M8 6"J:\u]
GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1 ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS =f~<*wQ
R .01 ALL ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE vbmt0df
PLOT `Abd=1nH
,SIS3A>s
GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004 9G[
DuYJI
PLOT k7U.]#5V
wh( _<VZ
GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L ; THIS MAKES COLORED BINS y_9\07va<
DRAD .0004 M@T{uo
PLOT Gsh9D
$+80V{J#
GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1 M nD}i&k[
PER 0 0 0 1 99 $2uC%er"H
PLOT DZqG7p$u4i
no+ m.B
GRW ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW) $q\"d?n
0h1u W26^
GHPLOT有四种模式，在继续之前，最好先阅读他们。 由于此MACro已经在编辑器中，只需选择字符GHPLOT，然后查看TrayPrompt。 ykC3Z<pI.
 qU#A,%kcV
由于这是一个多行命令，因此提示无法显示整个格式，但如果在显示提示时按F2键，则帮助文件将打开索引中的该部分。 我们将在本课中使用所有四种模式。 对GHPLOT的第一次调用使用模式1，生成在图像平面上HBAR = 0.5处的对象点叠加的所有鬼像图像： w> B}w
 XHA| v^
在视场中间确实有一个黑暗的斑点。 这可能是我们之前标记过的鬼像。 模式2分析显示与倾斜透视图相同的能量分布： J?V$V
>d
 'u.Dt*.Uq
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： OP\jO DX
 {]6-,/3UR
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。 N k@-yZ@,8
 suQ Ti'K1
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。它确实几乎在像面聚焦，但是有很多球差 所以鬼像不是很尖锐。 &-*l{"7p+%
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区追迹真实鬼影的路径。填写框 如图所示，然后单击RGHOST按钮。 WHx #;
 $T K*w8@:
输出数据： b"X1
--- RGHOST 6 1 0 .5 SURF ~B[e*| d
RAY VECTORS (X DIR TAN) (Y DIR TAN) (INC. ANG.) -. *E<%
SURF X Y Z ZZ HH UNI +=/j+S`
_____________________________________________________________________________________ d Co)en
OBJ 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 8.750000E-12 7@"X?uo%o
1 0.000000 8.750000 0.442564 0.000000 -0.056702 5.790967 Ct'tUF<K5
2 0.000000 8.540210 0.142402 0.000000 -0.086503 1.334779 YH58p&up
3 0.000000 8.256701 1.510615 0.000000 -0.246653 15.791928 Y%/RGYKh
4 0.000000 6.624679 0.478579 0.000000 -0.384916 5.591649 waMV6w)<
5 0.000000 6.274262 0.388953 0.000000 -0.226690 13.957837 9"^ib9M
--- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE --- ,esEh5=Ir
6 0.000000 5.481374 -0.886627 0.000000 0.444814 f2c <-}wR
5 0.000000 6.994957 -0.483893 0.000000 1.206445 A _TaXl(
4 0.000000 7.951450 -0.691073 0.000000 0.498903 lq.:/_m0
3 0.000000 10.791512 -2.647176 0.000000 0.470102 8` L ]<Dm
2 0.000000 12.783436 -0.319172 0.000000 0.221387 M_!]9#:K7
1 0.000000 13.505397 1.058091 0.000000 -0.095157 #)}BY"C%
2 0.000000 13.193103 0.339970 0.000000 -0.151262 *m]Y6
3 0.000000 12.414364 3.579028 0.000000 -0.404621 s=) W
4 0.000000 10.296378 1.164810 0.000000 -0.674892 o<A-E Tx<
5 0.000000 9.767857 0.947929 0.000000 -0.369535 fK:4jl-r
6 0.000000 8.241826 2.077523 0.000000 -0.148082 V06*qQ[
7 0.000000 4.247415 0.334421 0.000000 -0.153884 IiniaVuQ
8 0.000000 3.743737 0.107527 0.000000 -0.282387 I'IFBVhaYn
GHOST REFLECTED FROM SURFACES 1 6 AT SURFACE 9 jUE:QOfRib
X Y ZZ HH <N<0 ?GQ
--------------------------------------------------------------- c9c]1XJ
0.00000 -0.828738 0.00000 -0.282387 @ Nb/n
hR Xnig{;3
光线从表面6反射，然后再从1反射，并进入像面，其Y坐标为-0.829mm。 这可能确实是一个糟糕的鬼像。 :JSxsA6 k
如果你在设计过程的早期就发现了这个问题，那么它很容易控制。键入HELP GHOST，然后选择描述控制鬼像的链接。 7[=G;2<
 jS]Sa qd
这将打开一个描述如何控制鬼像的页面。 8\;, d
10.3.1.5 鬼像图像控制 下一个已有目录 9wCgJ$te
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组合在产生图像表面上的鬼像，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。 k% \;$u=%
从一个选定的近轴鬼像，为了控图像制模糊的大小，输入是 o`,}b1lh
M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL t8Pf ~v
->pU!f)\X
在这里，您可以看到控制鬼像所需的简单输入。 您的AANT文件中的合适请求可能是 ]+` K\G ^X
M 5 0.1 A PGHOST 6 1 J jZB!Lg=
,W+=N"`a'
调整权重使其他像差很好地平衡。 如果我们达到这个目标，鬼像将比以前大约1％。 5的目标有点随机; 一个更大的鬼像也是一个更浅的鬼像，这猜测是一个很好的开始 J8\l'} ?&
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影和另一种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。
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