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optics1210 2018-09-10 16:23

SYNOPSYS 光學(xué)設(shè)計(jì)軟件課程十八:什么是好光瞳?

i$#;Kpb`^  
#A/  
鏡頭設(shè)計(jì)師已經(jīng)知道兩種常見的光瞳定義:一種是簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)或者光闌位于系統(tǒng)的最前方。對(duì)于更復(fù)雜的系統(tǒng),“光線瞄準(zhǔn)”,用于模擬光闌在系統(tǒng)內(nèi)部的情況。 ((;!<5-`s  
鏡頭通常在系統(tǒng)內(nèi)部有一個(gè)“光闌”,如下例所示(可在X32.RLE中找到)。 (對(duì)于這張圖片,我們修改了鏡頭以顯示正確的光瞳類型。你看到的是第二種光瞳類型。)

]p GL`ge5  
各個(gè)視場(chǎng)的光線充滿了表面7的孔徑,這被稱為光闌。 當(dāng)你告訴程序追跡光線時(shí),它首先必須知道瞄準(zhǔn)光線的位置,以便知道到達(dá)光闌上的位置。 例如,HBAR = 1且YEN = 1的光線(全視場(chǎng)邊緣光線)應(yīng)該在表面7的邊緣處。 它是如何知道瞄準(zhǔn)目標(biāo)的? 這是光瞳定義的問題。 p%Vt#?q  
最常用的兩個(gè)定義是近軸和真實(shí)光瞳。 首先,讓我們看一下使用簡(jiǎn)單的近軸光瞳得到的結(jié)果:
tw/dD +  
可以使用輸入在鏡頭文件中聲明該光瞳定義
a#k6&3m&  
    RLE ZJJY8k `  
    … ..5CC;B  
    APS 7 f~R(D0@  
    … 2MIi=c:oqK  
    END
;`{H!w[D  
7Q9 w?y~c  
但是你會(huì)注意到這個(gè)定義有兩個(gè)問題:主光線不會(huì)穿過表面7的中心,而邊緣光線不會(huì)填滿那個(gè)表面的孔徑。 讓我們依次解決這些問題。 首先,我們聲明表面7是一個(gè)真正的光闌,用
MKk\ u9  
    CHG APS  4e7-0}0  
    -7 -@2iaQ(5a2  
    END
\?-<4Bc@  
V)k4:H  
減號(hào)表示這是一個(gè)真正的光闌,必須通過迭代找到主光線。 這激活了僅針對(duì)主光線的光線。 o5PO =AN  
現(xiàn)在主光線還可以,但邊緣光線不行。 我們需要另一個(gè)命令,它將調(diào)整光瞳的大小,以便很好地充滿光闌。 這是WAP 2選項(xiàng)(有三種廣角 – 光瞳(WAP),您可以在用戶手冊(cè)中閱讀。 它通過在光闌的邊緣迭代一些光線來找到入瞳的形狀。 但是這個(gè)選項(xiàng)需要在光闌表面上設(shè)置一個(gè)硬性通光口徑,以便于光線瞄準(zhǔn)。 我們假設(shè)當(dāng)前沒有定義孔徑。 您可以執(zhí)行CAP列表 - 查看所有當(dāng)前孔徑的值 - 然后為表面7指定一個(gè)“通光口徑”。該值結(jié)果為3.9937,因此我們可以在CHG文件中輸入該值或使用工作表。 以下是使用CHG文件的方法:
eC4[AX6e  
    CHG o:'MpKm  
    7 CAO 3.9937 & J'idYD  
    END
)2o?#8J  
J]'zIOQ  
更簡(jiǎn)單的方法是在CHG文件或WorkSheet編輯窗格中鍵入7 CFIX。 這可以修復(fù)當(dāng)前值,所以您不需要自己鍵入它。 現(xiàn)在再次使用工作表更改為WAP 2 ...
K@]4g49A/j  
然后單擊“更新”按鈕。你得到的鏡頭如上圖第一張圖所示,F(xiàn)在,主光線和邊緣光線都到達(dá)了表面7上的正確位置。在這里,我們開啟了光線,總共瞄準(zhǔn)了五條光線。 J*A,o~U|  
到到目前為止,這并不復(fù)雜。假設(shè)您正在優(yōu)化鏡頭并且表面7上所需的孔徑不斷變化。在這種情況下,我們固定的孔徑值將會(huì)出現(xiàn)問題。 \*?~Yj #  
沒問題。我們指定一個(gè)選項(xiàng),每次更換鏡頭時(shí)重新計(jì)算該孔徑。這是通過將指令CSTOP添加到鏡頭輸入文件來完成的,F(xiàn)在程序?qū)⒏淖?上的CAO,因此它總是等于那里的近軸邊緣光線高度。 VCkq"f7c w  
如果鏡頭的光瞳像差太大,以至于真正的軸向邊緣光線需要與近軸光線有不同的孔徑,請(qǐng)將其更改為CSTOP REAL。您甚至可以指定用于定義此孔徑的真實(shí)光線,如UM中所述。 Q3~H{)[Kq  
但是所有這些選擇的意義何在? 是不是只是為了更容易的對(duì)付那種“光線瞄準(zhǔn)”?其它程序是不是也可以? >Cp0.A:UC#  
是的,它更容易 - 但速度要慢得多。 通常實(shí)現(xiàn)時(shí),當(dāng)這些程序追跡任何類型的像質(zhì)分析的光線網(wǎng)格時(shí),它們?cè)诠怅@處創(chuàng)建一個(gè)方形網(wǎng)格,然后迭代每條光線,使其通過該網(wǎng)格點(diǎn)。 所有迭代都需大量時(shí)間。 下圖是一個(gè)超廣角鏡頭設(shè)計(jì)的例子。
+Kc  
光闌位于表面9上,并且由WAP 2選項(xiàng)很好地填充。 讓我們看一下表面上的足跡,它顯示來自全視場(chǎng)的光線:
\V63qg[  
這肯定不是一個(gè)均勻的方格! 采用“光線瞄準(zhǔn)”的那些程序以錯(cuò)誤的方式分布填充該孔徑,根據(jù)該點(diǎn)處的實(shí)際光線密度改變每條光線的有效光焦度。 雖然這確實(shí)可以產(chǎn)生對(duì)像質(zhì)的正確評(píng)估,但人們不得不問為什么在所有光線迭代中花費(fèi)了這么多時(shí)間。 T?0eVvM  
相反,SYNOPSYS找到入瞳的大小和形狀,然后用均勻的網(wǎng)格填充它。 對(duì)于上述鏡頭,表面1上的光瞳如下。
|wMN}bq|T  
SYNOPSYS中的光瞳選項(xiàng)模擬了此分布的輪廓,因此常規(guī)網(wǎng)格可以按原樣填充它。 沒有必要迭代每條光線,因此它更快,并且在光闌處的分布被正確建模。 對(duì)于這個(gè)極端的例子,一個(gè)簡(jiǎn)單的輪廓并不是很好(但通常它是由橢圓形建模)。 在這種情況下,通過在鏡頭文件中聲明RPUPIL可以找到更好的光瞳。 現(xiàn)在它以一個(gè)包圍該橢圓的矩形開始,并刪除分布在孔徑外的任何光線。 這是進(jìn)入鏡頭時(shí)的形狀:
%wy.TN  
以下是通過的光線:
b8t7u  
我們更喜歡使用這種方法,而不是其他代碼中使用的計(jì)算比較慢“光線瞄準(zhǔn)”。 0[(8   
不要忘記查看對(duì)話框MPW(菜單,光瞳向?qū)В┖蚆OW(菜單,物面向?qū)В,您可以通過復(fù)選框和從各種選項(xiàng)中選擇來定義所需的光瞳類型。 這兩個(gè)對(duì)話框都做了很多相同的事情,但它們的原理方式不同; 您可以根據(jù)您的喜好選擇。 !;A\.~-!G  
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哪種方式更好? Wn2NMXK  
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