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    [原創(chuàng)]SYNOPSYS 光學(xué)設(shè)計(jì)軟件課程三十二:鬼像分析 [復(fù)制鏈接]

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    只看樓主 倒序閱讀 樓主  發(fā)表于: 2019-01-24

    你的鏡頭看起來很好,光闌設(shè)計(jì)的很好。但是當(dāng)你測(cè)試它的時(shí)候,每當(dāng)一個(gè)明亮的光源進(jìn)入到視場(chǎng)中,可以看到一個(gè)糟糕的鬼像。這不是一個(gè)好結(jié)果,而且這種情況經(jīng)常發(fā)生。

    為了避免這種意外,你可以在MGH對(duì)話框(菜單、鬼像),通過這些工具在設(shè)計(jì)的早期發(fā)現(xiàn)問題,并在完成前糾正它們。

    簡(jiǎn)而言之,鬼像是由鏡頭系統(tǒng)內(nèi)的兩次不需要的反射光引起的光的聚焦圖像。 如果您有3片透鏡,則有15個(gè)可能的鬼像。 有6片透鏡,你有66種可能性,依此類推。 要查看其中一些工具可以執(zhí)行的操作,請(qǐng)使用ID MIT 1至2 UM鏡頭對(duì)鏡頭1.RLE進(jìn)行FETCH。 然后看看PAD顯示。

    打開MGH對(duì)話框

    在左上角是GHOST按鈕。這一特性用于近軸光線追跡來尋找鬼像,當(dāng)然,它所發(fā)現(xiàn)的鬼像與真實(shí)光線形成的鬼像有所不同。盡管如此,結(jié)果通常很接近,你可以看到問題出現(xiàn)的地方。你可以給鏡頭中的任何一個(gè)或所有的表面分配反射系數(shù),當(dāng)程序估計(jì)它發(fā)現(xiàn)的每一個(gè)鬼像的強(qiáng)度時(shí),它會(huì)考慮這些值。對(duì)話框以默認(rèn)的1%反射率打開,應(yīng)用于所有的鏡頭表面。單擊GHOST按鈕。

    你會(huì)得到如下數(shù)據(jù)。首先分析所有表面的組合;輸出的一部分如下所示。

        --- GHOST R 0.01

        ID MIT 1 TO 2 UM LENS

        GHOST IMAGE ANALYSIS

        --- R 0.01 ALL

        --- END

         NO.   GHOST SURF       Ymarg        U'marg        Ychief     INTENSITY

        _________________________________________________________________________

        1        2 -   1       -30.0244       -0.3778        7.3095   1.10930E-11

        2        3 -   1        27.2543       -0.3984        4.6907   1.34627E-11

        3        3 -   2        63.5945       -0.2721        4.1819   2.47264E-12

        4        4 -   1       -46.5167       -0.2920        4.9249   4.62149E-12

        5        4 -   2       -25.1674       -0.3088        6.6272   1.57879E-11

        6        4 -   3       -75.6813       -0.4937        4.4156   1.74591E-12

        7        5 -   1       -45.8712       -0.2619        4.0455   4.75247E-12

        8        5 -   2       -27.0481       -0.2839        6.4039   1.36686E-11

        9        5 -   3       -72.6068       -0.4577        2.7558   1.89691E-12

        10        5 -   4        -3.4550       -0.3402        6.5304   8.37735E-10

        11        6 -   1         0.5515       -0.5074        4.2824   3.28758E-08

        12        6 -   2        44.1259       -0.4028        8.4078   5.13585E-12

        13        6 -   3       -38.8865       -0.5677        1.4386   6.61305E-12

        14        6 -   4        67.9018       -0.0930        9.4364   2.16889E-12

        15        6 -   5        66.9185       -0.0241        8.9874   2.23310E-12

        16        7 -   1       -26.2150       -0.5336      -37.0598   1.45513E-11

        17        7 -   2        17.4775       -0.4677       31.7392   3.27372E-11

        18      7 -   3       -71.3906       -0.6925     -107.3067   1.96208E-12

    在Ymarg標(biāo)題下,注意表面6和1組合的最小值0.5515。這告訴您從表面6反射,然后從表面1反射的光將到達(dá)像面,形成(近軸)彌散斑半徑約1/2毫米。 這可能是個(gè)問題。 如果您的鏡頭很長(zhǎng),通過檢查第二個(gè)列表更容易找出問題鬼像:

        CUMULATIVE GHOST DISTRIBUTION

    NORMALIZED FOR DETECTOR SEMI-APERTURE        0.0100

      NO.  GHOST INTENS.  ACCUM. INTENS.  SURFACES

    _____________________________________________

        6   1.74591E-12    1.74591E-12     4     3

        9   1.89691E-12    3.64282E-12     5     3

        18   1.96208E-12    5.60491E-12     7     3

        14    2.16889E-12    7.77380E-12     6     4

        15    2.23310E-12    1.00069E-11     6     5

        3   2.47264E-12    1.24795E-11     3     2

        20   3.94955E-12    1.64291E-11     7     5

        19   4.15611E-12    2.05852E-11     7     4

        4   4.62149E-12    2.52067E-11     4     1

        7   4.75247E-12    2.99592E-11     5     1

        12    5.13585E-12    3.50950E-11     6     2

        13    6.61305E-12    4.17081E-11     6     3

        21   6.62606E-12    4.83341E-11     7     6

        1    1.10930E-11    5.94271E-11     2     1

        2    1.34627E-11    7.28898E-11     3     1

        8   1.36686E-11    8.65584E-11     5     2

        16   1.45513E-11    1.01110E-10     7     1

        5   1.57879E-11    1.16898E-10     4     2

        25    2.20749E-11    1.38973E-10     8     4

        26    2.25477E-11    1.61520E-10     8     5

        17   3.27372E-11    1.94257E-10     7     2

        24   5.08281E-11    2.45085E-10     8     3

        23   5.72162E-11    3.02302E-10     8     2

        28   8.28536E-11    3.85155E-10     8     7

        10   8.37735E-10    1.22289E-09     5     4

        27   3.67946E-09    4.90235E-09     8     6

        22   1.09304E-08    1.58327E-08     8     1

        11   3.28758E-08    4.87085E-08     6     1

    在這里,鬼像被分類,最嚴(yán)重的鬼像顯示在數(shù)據(jù)底部,并且它們計(jì)算累積的強(qiáng)度,并列出和總結(jié)。實(shí)際上,累積的鬼像強(qiáng)度,4.87E08主要是來自于那個(gè)單獨(dú)的鬼像,它的強(qiáng)度是3.29E-9,F(xiàn)在我們知道鬼像從哪里來了。讓我們看看效果。

    為此,打開名為GHPLOT.MAC的MACro。 (通過本課程,您應(yīng)該知道如何使用MACro編輯器,您可以使用命令EE打開它。)這是MACro:

        ; GHPLOT.MAC

        ; THIS EXAMPLE EXAMINES THE GHOST IMAGE IN A LENS ; IT RUNS GHPLOT IN ALL FOUR MODES.

        CCW      ! CLEAN UP FIRST; CLEAR COMMAND WINDOW

        KAG

        FET 1

        CHG     ! AND CLOSE GRAPHICS WINDOWS

        CFIX      ; FIX CLEAR APERTURES TO DELETE VIGNETTED GHOSTS

        VIG

        END

             ; AND TURN ON VIG MODE IF OFF

        SSS .003

               ; SMALL SPOT SIZE HERE

        GAW      ; NEED NEW WINDOW FOR EACH PICTURE (GRAPHICS ADD WINDOWS)

        GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1   ; SELECT MODE 1, INDIVIDUAL RAYS

        R .01 ALL   ; THIS IS ALSO THE DEFAULT REFLECTANCE

        PLOT

        GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L   ; NOW GET AN OBLIQUE PERSPECTIVE VIEW DRAD .0004

        PLOT

        GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L   ; THIS MAKES COLORED BINS

        DRAD .0004

        PLOT

        GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L        ; AND THIS DRAWS A SINGLE GHOST WITH PER SINGLE 6 1

        PER 0 0 0 1 99

        PLOT

        GRW      ; RESTORE GRAPHICS OPTION (GRAPHICS REUSE WINDOW)

    GHPLOT有四種模式,在繼續(xù)之前,最好先閱讀他們。 由于此MACro已經(jīng)在編輯器中,只需選擇字符GHPLOT,然后查看TrayPrompt 。

    于這是一個(gè)多行命令,因此提示無法顯示整個(gè)格式,但如果在顯示提示時(shí)按F2鍵,則幫助文件將打開索引中的該部分。 我們將在本課中使用所有四種模式。 對(duì)GHPLOT的第一次調(diào)用使用模式1,生成在圖像平面上HBAR = 0.5處的對(duì)象點(diǎn)疊加的所有鬼像圖像:

    在視場(chǎng)中間確實(shí)有一個(gè)黑色的斑點(diǎn)。 這可能是我們之前標(biāo)記過的鬼像。 模式2分析顯示與傾斜透視圖相同的能量分布:

    那個(gè)尖峰確實(shí)是我們的鬼像。 另一種查看它的方法顯示在mode-3圖中:

    最后,模式4繪圖選出了特定的一組反射(我們所需要的)并繪制出一組子午面的扇形光線。

    在這里,光從左邊進(jìn)入變?yōu)榧t色,從表面6反射后變成藍(lán)色,然后在表面1處第二次反射后變成綠色。它確實(shí)在像面聚焦,但是有很多球差 所以鬼像不是很尖銳。

    再看一下MGH對(duì)話框,您會(huì)看到我們還沒有使用過的其他四個(gè)功能。 讓我們?cè)?.5視場(chǎng)區(qū)域追跡真實(shí)鬼影的路徑。填寫框 如圖所示,然后單擊RGHOST按鈕。

    輸出數(shù)據(jù):

        --- RGHOST 6 1 0 .5 SURF

                               RAY VECTORS          (X DIR TAN)  (Y DIR TAN)  (INC. ANG.)

         SURF             X             Y            Z           ZZ           HH          UNI

        _____________________________________________________________________________________

        OBJ       0.000000     0.000000     0.000000     0.000000 8.750000E-12

        1    0.000000     8.750000     0.442564     0.000000    -0.056702     5.790967

        2    0.000000     8.540210     0.142402     0.000000    -0.086503     1.334779

        3    0.000000     8.256701     1.510615     0.000000    -0.246653    15.791928

        4    0.000000     6.624679     0.478579     0.000000    -0.384916     5.591649

        5    0.000000     6.274262     0.388953     0.000000    -0.226690    13.957837

         --- RAY REVERSES AFTER NEXT SURFACE ---

        6    0.000000     5.481374    -0.886627     0.000000     0.444814

            5       0.000000     6.994957    -0.483893     0.000000     1.206445

            4       0.000000     7.951450    -0.691073     0.000000     0.498903

            3       0.000000    10.791512    -2.647176     0.000000     0.470102

            2       0.000000    12.783436    -0.319172     0.000000     0.221387

        1    0.000000    13.505397     1.058091     0.000000    -0.095157

        2    0.000000    13.193103     0.339970     0.000000    -0.151262

        3    0.000000    12.414364     3.579028     0.000000    -0.404621

        4    0.000000    10.296378     1.164810     0.000000    -0.674892

        5    0.000000     9.767857     0.947929     0.000000    -0.369535

        6    0.000000     8.241826     2.077523     0.000000    -0.148082

        7    0.000000     4.247415     0.334421     0.000000    -0.153884

        8    0.000000     3.743737     0.107527     0.000000    -0.282387

        GHOST REFLECTED FROM SURFACES    1    6 AT SURFACE    9

             X              Y               ZZ             HH

        ---------------------------------------------------------------

            0.00000       -0.828738         0.00000       -0.282387

    光線從表面6反射,然后再?gòu)谋砻?反射,并進(jìn)入像面,其Y坐標(biāo)為-0.829mm。 這確實(shí)是一個(gè)糟糕的鬼像。

    如果你在設(shè)計(jì)過程的早期就發(fā)現(xiàn)了這個(gè)問題,那么它很容易控制。鍵入HELP GHOST,然后選擇描述控制鬼像的鏈接。

    這將打開一個(gè)描述如何控制鬼像的頁(yè)面。

    10.3.1.5 鬼像圖像控制 下一個(gè)已有目錄

    鬼像圖像由來自一個(gè)或多個(gè)折射表面的反射引起。 SYNOPSYS可以評(píng)估和控制兩種類型:GHOST程序可以顯示哪些表面的組合會(huì)導(dǎo)致鬼像的產(chǎn)生,而BGI可以評(píng)估在鏡頭系統(tǒng)內(nèi)的另一個(gè)位置形成的鬼像的屬性。

    從一個(gè)選定的近軸鬼像,為了控圖像制彌散斑的大小,輸入是

        M TAR WT A PGHOST JREFH JREFL

    在這里,您可以看到控制鬼像所需的簡(jiǎn)單輸入。 您的AANT文件中的命令是

       M    5 0.1 A PGHOST 6 1

    調(diào)整權(quán)重使其他像差很好地平衡。 如果我們達(dá)到這個(gè)目標(biāo),鬼像將是以前的1%。 5的目標(biāo)有點(diǎn)隨機(jī); 一個(gè)面積更大的鬼像也是一個(gè)更暗的鬼像,這猜測(cè)是一個(gè)很好的開始。

    我們發(fā)現(xiàn),這個(gè)過程通常會(huì)對(duì)指定的鬼像產(chǎn)生很大的改進(jìn)。然而,另一種反射組合通常會(huì)產(chǎn)生新的鬼像,這就需要在優(yōu)化函數(shù)中使用鬼像和另一種PGHOST像差進(jìn)行另一種評(píng)估。當(dāng)它們出現(xiàn)的時(shí)候,你把它們加起來,直到你到達(dá)一個(gè)點(diǎn),在這個(gè)點(diǎn)上,許多鬼像的強(qiáng)度大致相同。我們從來沒有遇到過這樣的情況:這種強(qiáng)度高到足以成為一個(gè)問題。如果是的話,那么是需要在問題表面上使用鍍膜來解決了。

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    大佬啊,來膜拜一下