[原創(chuàng)]SYNOPSYS 光學(xué)設(shè)計軟件課程七：漸暈的輸入與輸出 [復(fù)制鏈接]

“漸暈”是指透鏡相對于入射光束的大小被減小了。不同程序以不同方式處理漸暈。 當(dāng)然，人們通常更喜歡光束尺寸在透鏡的任何地方保持恒定，因為有效傳輸不會隨著視場的下降而下降。 但有時最好的權(quán)衡是接受一些漸暈，以避免更復(fù)雜透鏡的成本和重量。 在這種情況下，必須知道如何在優(yōu)化期間控制變化的光束尺寸，以及如何設(shè)置透鏡孔徑以模擬設(shè)計完成時用于像質(zhì)分析的漸暈量。 這是本課的主題。

這是一個具有強烈漸暈的三片透鏡。

注意上下視場點（藍(lán)色和綠色）的光束尺寸遠(yuǎn)小于軸上光束（紅色）。 看一下這個透鏡的RLE文件，可以看到表面3上的實際光闌（激活光線瞄準(zhǔn)主光線）和廣角光瞳選項3（WAP 3）。 這是RLE文件：

    RLE

        ID COOKE TRIPLET F/4.5    747

        WAVL .6562700 .5875600 .4861300

        APS    -3

        WAP    3

        UNITS MM

        OBB

            0    0.000000    20.00000    5.55500    -2.98488    20.00000

            AIR    -2.98488    5.55500

            1    CAO    4.69068139    0.00000000    0.00000000

            1    RAD    21.4939500000000    TH    2.00000000

            1    N1 1.61726800 N2 1.62040602 N3 1.62755182

            1    CTE    0.630000E-05

            1    GTB S    'SK16    '

            2    CAO    4.25560632    0.00000000    0.00000000

            2    RAD    -124.0387000000000    TH    5.25509000 AIR

            3    CAO    3.19251725    0.00000000    0.00000000

            3    RAD    -19.1051800000000    TH    1.25000000

            3    N1 1.61163844 N2 1.61658424 N3 1.62846980

            3    CTE    0.830000E-05

            3 GTB S    'F4    '

            4 CAO    3.15978037    0.00000000    0.00000000

            4 RAD    21.9794700000000    TH    4.93473000 AIR

            5 CAO    3.48158127    0.00000000    0.00000000

            5 RAD    328.3317499999989    TH    2.25000000

            5 N1 1.61726800 N2 1.62040602 N3 1.62755182

            5 CTE    0.630000E-05

            5 GID 'SK16    '

            5 PIN    1

            6 CAO    4.00000022    0.00000000    0.00000000

            6 RAD    -16.7537700000000    TH    43.24303731 AIR

            6 TH    43.24303731

            6 YMT    0.00000000

            7 CV    0.0000000000000    TH    0.00000000 AIR END

WAP 3選項減小了入射光瞳尺寸，使得每個視場點處的邊緣光線恰好清除了所有定義的透鏡孔徑。 除了像平面（在表面7處）之外的每個表面都被分配了確定的孔徑（具有CAO數(shù)據(jù)）。 這是實現(xiàn)所需數(shù)量的漸暈的一種方式。 注意入射光束的大小隨視場角的變化。 使用PAD掃描按鈕 最容易看到。

但WAP 3選項并不是處理漸暈的唯一方式，而且往往不是最佳方式。 在優(yōu)化過程中，當(dāng)透鏡變化時，光束的大小可以在每個表面上發(fā)生變化，當(dāng)你甚至不知道完成時的大小時，將CAO指定到表面是沒有意義的。 所以我們在優(yōu)化過程中從不使用WAP 3選項，之后也會很少使用它。

相反，我們分階段進(jìn)行漸暈分析。 為了說明，我們首先刪除所有CAO和WAP聲明

    CHG

    CFREE

    WAP 0

    END

像質(zhì)很糟糕，邊緣有羽化。 也許這就是為什么起始設(shè)計使用這些選項。 也許它在起始條件下是有意義的。 我們可以用這個透鏡做什么？

查看當(dāng)前選項（使用POP）顯示6上的YMT求解但沒有曲率求解。透鏡以近軸F / 4.5工作，因此UMC求解的值為0.5 / 4.5或-.11111，這是負(fù)號，因為邊緣光線在像面上向下。 我們更換透鏡并將副本存儲在透鏡庫中以備將來參考。

    CHG

    6 UMC -.1111

    END

    STORE 3

現(xiàn)在我們使用命令A(yù)EE打開一個新編輯器并創(chuàng)建一個優(yōu)化MACro。

    LOG

    PANT

    VLIST RAD ALL

    VLIST TH ALL END

    AANT

    AEC

    ACC

    GSR .5 10 5 M 0

    GNR .5 2 3 M .7

    GNR .5 1 3 M 1

    END

    SNAP

    SYNO 30

這里我們使用了Ready Made Raysets按鈕中的評價函數(shù)6。

我們創(chuàng)建了一個還原點并運行這個MACro。

由于AEC監(jiān)視器，邊緣羽化已得到修復(fù)，但在全視場時像差失控。 我們必須做得更好。 讓我們告訴優(yōu)化程序?qū)⒐馐�大小設(shè)置為全視場的軸上值的40％。 我們在AANT文件中添加了一個VSET指令，

    AANT AEC ACC

    VSET .4

    GSR    .5    10 5 M 0

    GNR    .5    2 3 M .7

    GNR    .5    1 3 M 1

    END

然后再次運行

TFAN的邊緣變得更糟，這并不奇怪，因為它們不再被糾正。 但是如果我們要對這個光束在PAD顯示屏中漸暈40％，那么像質(zhì)看起來會更好。 讓我們假設(shè)這是我們追求的解決方案。 現(xiàn)在我們必須對元件進(jìn)行建模，以便顯示實際發(fā)生的漸暈。

這很容易做到。 打開WorkSheet（WS），在指令CFIX的編輯窗格中輸入，然后單擊Update。 現(xiàn)在，所有表面都分配了CAO，其孔徑與當(dāng)前有效的默認(rèn)CAO相同。 現(xiàn)在，單擊表面6，該表面的數(shù)據(jù)顯示在編輯窗格中。 使用鼠標(biāo)選擇CAO半徑，然后單擊SEL按鈕。 將頂部滑塊指定給該孔徑半徑。 將滑塊拇指向左移動，減小孔徑。 在全視場觀察TFAN，并在左側(cè)的未觸發(fā)部分看起來大約在40％位置時停止。

這是關(guān)于光束應(yīng)該在哪一側(cè)漸暈的地方。 在表面1處做同樣的事情�，F(xiàn)在光束在兩側(cè)都產(chǎn)生漸暈。

為什么PAD顯示屏頂部的視圖仍然顯示起始的，未被激活的光束？這里有一個選項，你可以通過開關(guān)65來激活。但是，因為這使得視圖看起來像打開WAP 3后發(fā)生的結(jié)果，并且它現(xiàn)在沒有打開， 我們希望打開此開關(guān)，以避免日后發(fā)生混淆。

我們可以通過在編輯窗格中添加該指令來激活WAP 3。我們可以聲明一組VFIELD參數(shù)。 我們輸入CW：

    FVF 0 .5 .8 .9 1

這使得程序計算出的漸暈因子清除了我們在視場中四個點輸入的孔徑。 圖像顯示了實際的漸暈光束。

除了其他孔徑保持不變，因為它們都是固定孔徑。 在編輯窗格中，輸入CFREE，然后單擊“更新”。 現(xiàn)在透鏡的默認(rèn)孔徑是通過VFIELD調(diào)整的光束計算來的。

回到我們的優(yōu)化MACro，刪除VSET指令，并重新優(yōu)化，邊緣控制監(jiān)視器將查看上面顯示的光線。 因此，如果評價函數(shù)不再受益于大厚度，則鏡片的厚度將會減小。 然后我們可以使用邊緣向?qū)В∕EW）調(diào)整邊緣幾何形狀。

WAP 3選項與VFIELD之間有什么區(qū)別，因為它們看起來類似？ 每次執(zhí)行需要光線追跡的事情時，WAP 3都需要追跡五條光線。 這是一個相當(dāng)緩慢的選擇。 另一方面，VFIELD已經(jīng)完成了這個計算，之后只需要追跡主光線，在所要求的視場上進(jìn)行插值。 這個用法速度很快。

這就是漸暈的全部內(nèi)容。