AANT中光线像差DETAILS部分的格式和含义

摘自User's Manual 10.3.1.2节
我们讲到AANT文件定义像差的格式：http://www.opticsky.cn/read-htm-tid-132706.html
其中有一种像差定义分为GOALS部分和DETAILS部分。GOALS部分的格式已经讲过，现在我们来说一说DETAILS部分。
在DETAILS部分，可以使用以下输入指定个别光线进行校正，其格式如下，必须放在GOALS部分之后：
{ A / S / MUL / DIV } { ICOL / P } name HBAR XEN YEN GBAR [ SN ]
其中name为以下中的一个：

'/HShS!d	Vp]7n!g4l YA	JE9v+a{7 ZA	_9lMa7i RA	g.9C>>tj XG	o!UB x<4 XL
HU?1>}4L	@ ,X/Wf YC	0<`qz \|_h OPD	jV*10kM< RC	8`+=~S YG	,byc!P YL
k(H]ILL	d {U%q d YP	yP$esDP OPP	_oc6=Z HFREQ	8X`DFeJ ZG	6Z#Nh@!+C ZL
zy$jTqDH	n`Pl:L*kG XA	A` _dj}UF ZZ	yy{YduI HBRAGG	q#AEu xI1 ZZG	Iz+%wAZ\|B6 ZZL
QO;Dyef7b	/a32QuS XC	M%ecWr!tj HH	=p.avAuSn HEFFIC	moxmQ>xoH HHG	WZ?>F HHL
kBk>1jn"	F?2UHcs XP	kNWTM%u9 DSLOPE	Y }VJ4!%U HSFREQ	ZOPK FLUX	Ox J0." PL
_$$.5?4	:\|V650/ XE	Tfh2> YE	@*vVc`; ZE	!~C%0{9+u@ ZZE	o A2oX HHE
}6a}8EyFP	] hK}ASC ERROR	0^>, UNI	eV}"L:bgJ UNR	\l(J6Tu OPL	xDw~n(* ILLUM

A、S、MUL和DIV确定像差的分量如何与任何先前的分量组合(加、减、乘或除)。在复杂情况下控制边缘羽化的特殊像差形式是可用的。

-'qVnu ICOL	RP{0+ 是色差编号。可以用“P”代替主色差，但不能用“M”。
A^).i_&# YA	_(g0$vRP~ 是光线的Y坐标的实际值。注意，如果镜头是AFOCAL，像这样的横向的量会变成角量。
O'98OH+u YC	$Z)u04;&@ 是光线的Y坐标，相对于主色差的主光线的Y坐标
4#>Z.sf YP	eef&ZL6g 是光线的Y坐标，相对于要求的色差的主光线的Y坐标。
,!Q nh: XA	5B)&;[ 是光线的X坐标的实际值。
2LN6pu XC	oQ-m 是光线的X坐标，相对于主色差的主光线的X坐标。
X[Ufq^fyA XP	[ S 是光线的X坐标，相对于要求的色差的主光线的X坐标。
u3qxG3 ZA	bj@sci(1? 是光线的Z坐标的实际值。
stK}K-=` OPD	B /uaRi% 是光程差，以要求色差的波长的波为单位，在该色差下光线的路径和主光线的路径之间的差，以主色差的主光线点作为OPD参考球面的中心。球面可以或不可以投影到无穷远取决于德拜近似是否有效。
}I uqB*g[t OPP	=\| T^)J 是光线的OPD，以所要求的色差的主光线（principal ray）的截距作为参考球面的中心。
QBXEM= RA	8GW+: 是光轴到光线截距的径向距离。总是正的。
h=`$ec RC	+pG+ xI 是在主色差中光线截距到主光线的截距的径向距离。它总是正的。
V5$Gb6?K ZZ	rP]\|`*B 是在表面折射后光线路径在X-Z平面上投影的角度的正切。
KE"6I HH	)rP,+B?W 是在表面折射后在Y-Z平面上光线路径投影的正切。
D)x^?! UNI, `w#VYs\|k UNR	b\|\|usv[or UNI是在表面折射之前从表面法线出发的光线角度，以度数为单位，且始终为正。UNR是折射后的角度。这些量的目的是使防止非常陡峭的光线截距变得简单，这将引入非常高阶的像差，并且通常会阻碍优化程序的收敛。只要给出一个合理的目标角度，比如60或70度，如果当前角度超过这些值。其他可以影响陡峭角度的选项是DSLOPE像差和ASC。
hNh!H<}\|m8 HFREQ	eb`3'&zV&) 是光线最后遇到的HOE或光栅的局部光栅频率，单位cy/mm。沿条纹平面测量。
octQ[QXo# HSFREQ	RK-bsf 是沿表面测量的光栅频率，而不是垂直于条纹平面测量的。
Ox#vW6;) FLUX	'V^M+ng 是给定光线/表面截距处的光通量水平与轴点处的光通量水平之差，除以轴上光通量；给出光通量值的分数变化。如果系统处于OBG模式或使用的是OBA的高斯版本，则该计算包括cos4衰减和切趾以及高斯衰减。小于零的值表示该区域的光通量降低。 M`K]g&57hL 该特性可以用来控制光束映射，将高斯光束转换成平顶光束。要做到这一点，只需在几个区域将光通量定位为零。这样就可以使在这些点处的光束的平面度最小化。 ?7wcv$K5 请记住，如果请求的表面在衍射孔径(如针孔)之后，这将不能很好地起作用，因为在这种情况下，表面上的光通量并不仅仅受几何光学的控制。同样，它不能用于校正cos4，因为它将结果与主光线而不是光轴的结果相比较。较正这种现象，使用ILLUM像差。 py7Zh%k 还有一个FLUX命令用来分析光通量的均匀性。
>vo 6X]p~ XG, YG, ZG	&4evh<z 是光线的全局(X, Y, Z)坐标。
}v}F8}4 ZZG, HHG	Kd 1=mC 是全局角度正切(见上面的ZZ、HH)。
d #1&"( XL, YL, ZL, ZZL, HHL xdbzpU	aHu0z: 是对应的局部(X, Y, Z)坐标和角度正切。
8/j\|=Q,5 XE, YE, ZE, ZZE, HHE	Qq.$!$ 对应的EXTERNAL(X, Y, Z)坐标和角度正切。
:k?`gm$ ERROR	75p9_)>96 这种像差与其它的像差非常不同，并且只能单独使用，不用定义其它像差。它的目的是校正目前有光线故障而不能正常优化的透镜。可能永远都不应该请求这种异常，而是使用下面描述的自动版本。 a]fFR~OY SYNOPSYS使运行这个特性变得很容易。如果由于光线故障无法进行优化，请立即单击按钮[attachment=93298]。程序将创建并运行一个快速优化，用ERROR校正在AANT文件中第一个有问题的光线，在最近的PANT文件中使用当前变量。完成后，光线应该完全追迹。然后程序自动发出GDS命令，该命令将返回最后一个MACro，这应该是您的优化MACro。（一定不要在MACro的开头放置GET或FETCH；希望从ERROR像差得到改善的透镜开始）只有在首次尝试运行优化并遇到光线故障时，并且只有在以MACro的形式输入优化文件时，才使用此过程。 @yb'h`f] 虽然在此步骤之后有问题的光线通常会追迹，但其他光线仍然会出现故障。如果是这样，只需重复这个过程，再次单击此按钮。这将校正第一个仍然故障的光线，以这种方式可以将它们全部追迹。为了更快地收敛，最好在AANT文件的开始处放置要求最高的光线，这样它们将在早期得到修复。之后剩下的光线应该没问题。当然，镜头的构造可能非常糟糕，以至于即使多次使用这个功能也无法让光线通过，所以它不能保证起作用。但在大多数情况下都取得了优异的结果。 7/a7p( 但是，只有当当前定义的变量能够修复光线故障时，这个按钮才会起作用。如果没有，可能需要创建一个全新的MACro，只用这个像差，并包含一组您认为有效的新变量。(不过，在得到合理的结果之前，使用WorkSheet滑块修改镜头可能更容易一些。) `lE&:) 如果预期一条或多条光线将无法追迹，可以通过在SYNOPSYS命令的第4个词中添加FIX这个词来简化事情。因此, : 8>zo SYNOPSYS 20 0 FIX 4\|&/#Cz^Y 然后，当初始系统失败时，程序将自动运行修复程序，循环直到所有光线追迹。如果它在合理的时间内不收敛，您可以使用停止标志按钮[attachment=93297]中止进程。 \^,Jh\|T 要实现自己的误差像差，首先确定哪个光线的误差最大。（通常是全视场上边缘光线；请求TFAN，看看哪边最渐晕。）然后在评价函数中加入一个像差: y "+'4:_ M 1 1 A P ERROR 1 0 1 (for that ray) _Jg#T~ 较正的误差是因为它是负的而最终产生MCS或TIR误差的平方根的参数值。在这个例子中，我们给它一个正目标，程序朝那个值优化镜头。但是，是否到达目标并不重要，因为只要光线追迹无误，评价函数就变为零，运行就终止了。然后可以用通常的评价函数进行优化。 lz>00B<Z 需要注意的是：如果使用Fix Ray按钮[attachment=93298]来运行这个功能，那么当错误纠正过程完成时，必须恢复原始变量和评价函数定义。为此，返回最后一个MACro，我们假定它包含PANT和AANT文件。然后，它将跳过该文件中的所有命令，除了PANT、AANT、DAMPING、SNAP和SYNOPSYS命令，以便在此之前的任何东西(比如GET命令)都不会改变已校正的镜头。
]tu OWR DSLOPE	GC# [&>L 这个像差追迹光线以找到目标表面的截距坐标。返回值是表面本身在截距点处的斜率，总是正的，以度为单位。这是为了避免过于陡峭的表面可能难以统一镀膜。因此，表面12现在太陡，要使其在主光线点上变平到45度的斜率，可以用 1lIs jBo g M 45 1 A P DSLOPE 1 0 0 0 12 yNfj-wM 也可以用自动斜率控制来控制镜头中所有表面的陡度。 {M:/HQo 我们可以用命令SLOPE来计算所有表面的当前斜率。在用这个像差控制斜率之前，最好先知道斜率值。然后试着一步一步地改变它。(太大的突然变化可能对镜头造成太大影响，以至于原本出色的设计在哪里都找不到。)

_+P*XY5 HBRAGG	$/ "+t.ir3 是HOE的光线截距角度和布拉格角之间的差。这是一个角度，单位为弧度，适用于最后一个被追迹的HOE。如果结构和回放波长不相同，则自动调整布拉格角以考虑这个差。
0vLx={i HEFFIC	IWi0? V 是沿光线的S平面HOE效率的产物。对于HOE，使用了Kogelnik近似并包括波长和角度的影响。在多HOE系统中，要查看中间HOE之后的这个或先前的像差的结果，请在将要考虑的HOE之后指定一个表面编号。 i_m&qy<v 对于简单的DOE（用USS 16和USS 25），用标量衍射理论计算效率。在这种情况下，可以通过改变深度（blaze depth）来控制效率。
XM!oN^ PL	gzi=+oJ\|4 是沿给定表面与前一个表面之间的光线的物理长度。无论光线方向如何，这个像差总是正的。与下面的OPL像差进行比较。
N)cODy([ OPL	!bLCha\ 给出任意两个表面之间的光程长度。这里需要输入两个表面编号，而不是一个，例如： j%3$ytf\|p M 55.2 1 A P OPL 0 0 1 0 4 9 5!9y nIC+> 本例的目标是沿着表面4和表面9之间的轴向边缘光线的路径，其值为55.2。将物理路径乘以所请求色差中的局部折射率。这一特性目前并不适用于奇怪的光线(它总是导致错误)；也不适用于GRIN，因为路径是弯曲的，折射率到处都在变化。只考虑物理路径，不考虑任何可能由HOE、GRATING或DOE引起的相位变化。
!-T#dU ILLUM	"k+ :!D 这个像差将给定视场点的照度与轴点的照度比较。该程序发现在0.1区域处的极端光线和输入的HBAR、GBAR之间的立体角，找到主光线和光轴之间的角度(如果像面是平坦的并且非倾斜的，则该角度为表面法线)，COS**4中的因子在视场点暗化，并将结果与轴上的情况进行比较。返回的像差是两者之比。因此，值为1.0意味着该视场点的照度与轴上的照度相同。 >CKa?N; 在这种情况下，程序将忽略XEN和YEN参数。 h(nE)j 这种计算不如ILLUM命令精确，考虑了VSET参数、吸收损耗、涂层效应，并追迹了大量的光线。尽管如此，它通常指示照度多么均匀。因为它假设像面是平面的，所以它可能不适合弯曲的像面。它还假设出瞳处的光线网格是入瞳处网格的线性映射，这通常不完全是这种情况。
p&Nav,9x HBAR	>.P*lT 是Y方向的分数物高。
P\WHM( XEN	_5n2'\] H` 是X方向上的分数入瞳坐标。
m`zd0IRTP YEN	}` `oojz 是Y方向上的分数入瞳坐标。
GB `n GBAR	jN{k } 是X方向的分数物高。
\I i#R SN	"Vc\|D (g 是要计算光线截距的表面编号。默认的表面是像面。不应该为OPD请求输入此参数，在像面无效。

为了节省计算时间，该程序检查是否为之前的光线像差追迹XC、YC、RC、OPD或FLUX像差所需的主光线，并将在可能的情况下自动重新使用其坐标。M / L请求的可选SCR将迫使程序重新使用最后的主光线坐标。
M / L请求的可选SR将导致程序重新使用前一个光线。例如，XA和YA都可以在单独的像差中给出单独的目标。

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