SYNOPSYS 光學設計軟件課程二十五:高級用戶的提示和技巧

課程二十五:高級用戶的提示和技巧

讓我們更深入學習 SYNOPSYS? 另外一些相當不錯的技巧和高級功能。示例 MACro

以下是優化 MACro 的示例。

    LOG    
    AWT: 1.0    
    CHG    
    NCOP    
    END        
    
    PANT    
    VY 0 YP1 50 -50    
    VY 0 BTH    
    VLIST RD ALL    
    VLIST TH ALL    
    END        
    
    AANT P    
    AEC    
    ACC    
    M 100 10 A FOCL    
    LLL 2 1 1 A BACK    
    AAC 49.5 .5 5        
    
    SKIP    
    GSR    AWT    6.000000     4  1    0.000000    
    GNR    AWT    3.000000     4  1    0.100000    
    GNR    AWT    3.000000     4  1    0.300000    
    GNR    AWT    3.000000     4  1    0.500000    
    GNR    AWT    3.000000     4  1    0.70000    
    GNR    AWT    3.000000     4  1    0.80000    
    GNR    AWT    3.000000     4  1    0.90000 
    GNR    AWT    3.000000     4  1    1.000000    
    EOS        
    
    !SKIP    
    GSO    0    0.8       4  1    0.000000    
    GNO    0    0.27      4  1    0.100000    
    GNO    0    0.27      4  1    0.300000    
    GNO    0    0.27      4  1    0.500000    
    GNO    0    0.27      5  1    0.70000    
    GNO    0    0.27      5  1    0.80000    
    GNO    0    0.37      5  1    0.930000    
    GNO    0    0.27      5  1    0.950000    
    GNO    0    0.27      5  1    1.000000    
    EOS      
    !SKIP        
    
    
    LUL 29 1 1    
    A BLTH 3        
    
    
    EOS        
    
    
    END        
    
    
    !EVAL    
    !EDS        
    
    
    SNAP/DAMP 1    
    SYNOPSYS 40

在這個例子中,我們改變了近軸量 YP1。鏡頭沒有明確定義光闌,這個變量將使表面1上的主光線截距發生變化 - 從而將其輸送到當前位置的鏡頭,并使得在任何穿過軸線的地方的位置為光闌。這是一種很有效的方法。如果設計看起來很好,那么只需在該位置或其附近指定光闌并重新優化就可以了。

請注意顯示器 AAC 49.5 .5 5.此鏡頭必須安裝在直徑為 100 mm 的鏡筒內,此顯示器將確保沒有任何孔徑超過 49.5 mm。另外兩個參數給出相對權重和監視器窗口。您可以根據該控件的重要性進行調整。(如果你想看看它是如何工作的,你可以隨時在用戶手冊中查找該主題。在命令窗口中鍵入 HELP AAC。了解如何使用這些強大的工具是值得的。)

請注意我們如何定義符號 AWT:1.0。該符號在 AANT 文件中顯示為某些光線上的光闌加權參數。值 0 表示對生成的網格中的所有光線加權相同的量,即第二個參數給出的值。權重為 1.0的中心光線比邊緣重,均勻的權重往往會產生高對比度的圖像,而較高的權重會提供更好的分辨率。在這里,您也可以嘗試看看哪種鏡頭效果最佳。我們通常以 0.5 的值開頭。將這個作為一個符號的關鍵在于你可以通過改變那個符號和重新優化來嘗試不同的值。因此,您無需更改 MACro 的每一行的所有權重。

制造這種透鏡的光闌有一個奇怪的問題:它們已經在表面 3 處具有用于元件的鏡頭空氣間隔,并且已經測量其厚度為 30mm。因此,在優化過程中必須控制鏡頭,以確保它不需要更厚的空氣間隔。

SYNOPSYS 光學設計軟件課程二十五:高級用戶的提示和技巧的圖1

這就是下面 AANT 欄目下的來源。

    LUL 29 1 1    
    A BLTH 3

在這里,我們為該鏡片的空氣間隔厚度指定了29 mm 的最大值(LUL)。“LUL” 表示限制,上限,您可以通過鍵入 HELP LUL 來閱讀此有用功能。您還可以通過將 TH 和 Sag 組合來控制像差。用戶手冊的第10.3.3節描述了目標 SCAO。了解如何控制這樣的像差是很有用的。

請注意在此 MACro 中使用 SKIP 指令。可輕松生成光線網格定義和權重 使用 MACro 編輯器工具欄上的按鈕,這些按鈕可以生成橫向截距要控制的光線,也可以生成具有 OPD 目標的光線。但是你應該選擇哪個?上例中的 SKIP 指令允許您僅通過注釋或取消注釋該指令來選擇其中一個(或兩者)。如上所示,將跳過針對橫向像差的第一組光線網格。當程序到達 EOS(Skip End)行時,它將停止跳過 - 因此,目標 OPD 的光線網格將生效。要查看橫向目標而不是 OPD 的效果,只需取消注釋第一個 SKIP 并注釋掉另一個(帶“!”)。您可以看到在 SYNOPSYS? 中從一個切換到另一個是多么簡單,它將變量列表和優化函數定義與鏡頭文件本身分開,只需點擊幾下按鍵,您就可以研究效果。

有關 AP 目標與 OPD 目標的更多信息:請查看以下光線扇形圖:

SYNOPSYS 光學設計軟件課程二十五:高級用戶的提示和技巧的圖2

你可能會認為這是一個較差的像質,光線在光扇圖的兩端翹起。但看看 OPD 光扇圖:

SYNOPSYS 光學設計軟件課程二十五:高級用戶的提示和技巧的圖3

這是一個很好的經驗, 如果您的鏡頭接近衍射極限時,可以解釋為什么要切換到 OPD 目標才有效。有些人僅僅關心頂部曲線中的光線截距,然后重新開始優化 - 或者對邊緣光線賦予較大的權重并保持優化。但這不會很好。指定一個較大的孔徑權重參數值(我們稱之為上述 MACro 中的 AWT)會稍微好一些,但在這種情況下,OPD 目標仍然比這個要好。

那么為什么要使用橫向目標呢?對于我們研究過的鏡頭,這些目標可以更快地改變鏡頭 - 從而達到良好的結果 - 比 OPD 目標更快。所以從橫向開始,你在那里可以隨時切換到 OPD。

假設我們只想評估當前的鏡頭,發現最大的像差 - 但不想改變任何東西。簡單。只是取消注釋線

!EVAL

!EDS

運行 MACro。程序將評估優化函數,然后在 EDS 行結束運行(MACro)。之后,如果您想優化鏡頭,只需再次注釋這些命令并重新運行。

當您優化鏡頭時,假設您打開了開關 1(默認設置),最好兩次運行程序。從而,

SYNOPSYS 50

SYNOPSYS 50

比 SYNOPSYS 50更好

這是因為如果第一次運行中的任何變量遇到邊界,則在剩余的迭代中刪除該變量。該規則可以節省時間,因為通常該變量將繼續嘗試違反相同的邊界,如果它沒有被丟棄,它將大大減慢速度。但是如果鏡頭在運行期間顯著改變其形狀,則經常發生相同的變量現在想要向另一個方向移動。第二次運行釋放所有變量,以便它可以這樣做。對于玻璃模型變量(GLM)尤其如此,這些變量通常會在早期達到邊界。

在本課開始時給出的 MACro 中,包括橫向像差和 OPD。注意權重的差異。這反映了這樣的事實:一個單位(一個波長)的 OPD 誤差通常比一英寸(或一個毫米)的橫向誤差提供更好的像質。有時可以通過給出兩種誤差的目標來獲得優異的結果 - 但現在相對較大的權重情況。如果你有一個機械屬性的目標,比如某個地方的光闌位置或空氣間距,當程序認為一個波長的 OPD 比較糟糕并試圖以犧牲其它誤差為代價來降低時,需要確保您非常好的平衡不會被打亂。為了更容易找到合適的權重,我們提供了兩個非常好的工具。如果單擊 MACro 編輯器中的按鈕并選擇選項 8,程序將為兩種目標創建光線網格,假設為 OPD 誤差分配前波長和 F /數的權重。這些權重可確保以合理的方式計算差異,當然,您可以在看到效果后從那里調整內容。該按鈕還允許您選擇 OPD 目標,在這種情況下,您可以照常分配相對權重,然后單擊“計算特殊 OPD 權重 Calculate special OPD weights” 框。當光線網格請求被添加到 MACro 時,OPD 權重將被相同的規則修改。

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