SYNOPSYS 光學設計軟件課程三十二:鬼像分析

你的鏡頭看起來很好,光闌設計的很好。但是當你測試它的時候,每當一個明亮的光源進入到視場中,可以看到一個糟糕的鬼像。這不是一個好結果,而且這種情況經常發生。

為了避免這種意外,你可以在MGH對話框(菜單、鬼像),通過這些工具在設計的早期發現問題,并在完成前糾正它們。

簡而言之,鬼像是由鏡頭系統內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行的操作,請使用ID MIT 1至2 UM鏡頭對鏡頭1.RLE進行FETCH。打開鏡頭1.RLE并運行,然后看看PAD顯示。

SYNOPSYS 光學設計軟件課程三十二:鬼像分析的圖1

打開MGH對話框

SYNOPSYS 光學設計軟件課程三十二:鬼像分析的圖2

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,當然,它所發現的鬼像與真實光線形成的鬼像有所不同。盡管如此,結果通常很接近,你可以看到問題出現的地方。你可以給鏡頭中的任何一個或所有的表面分配反射系數,當程序估計它發現的每一個鬼像的強度時,它會考慮這些值。對話框以默認的1%反射率打開,應用于所有的鏡頭表面。單擊GHOST按鈕。

你會得到如下數據。首先分析所有表面的組合;輸出的一部分如下所示。

SYNOPSYS 光學設計軟件課程三十二:鬼像分析的圖3

在Ymarg標題下,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反射的光將到達像面,形成(近軸)彌散斑半徑約1/2毫米。 這可能是個問題。 如果您的鏡頭很長,通過檢查第二個列表更容易找出問題鬼像:

SYNOPSYS 光學設計軟件課程三十二:鬼像分析的圖4

在這里,鬼像被分類,最嚴重的鬼像顯示在數據底部,并且它們計算累積的強度,并列出和總結。實際上,累積的鬼像強度,4.87E08主要是來自于那個單獨的鬼像,它的強度是3.29E-9。現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:

    ; 鬼像分析.MAC

    ; 這個例子研究了鏡頭中的鬼影

     ; 它在所有四種模式下運行鬼像.

    

    CCW  ! 先清理;清除命令窗口

    KAG

    FET 1

    CHG  ! 關閉圖形窗口

    CFIX  ; 修復清晰的光圈以刪除虛化的鬼影

    VIG

    END

         

    SSS .003 ; 這里有小的光斑尺寸

    GAW  ; 每張圖片需要添加新的圖形窗口

    GHPLOT 4000 P 10 .5 0 1   ; 選擇模式1,單個光線

    R .01 ALL   ; 這也是默認的反射率。

    PLOT

    

    GHPLOT 20000 P 1 .5 0 2 L   ;  現在得到的是一個傾斜的透視圖,Drad.0004

    PLOT

    

    GHPLOT 20000 P 1 .5 0 3 L   

    DRAD .0004

    PLOT

    

    GHPLOT 400 P 1 .5 0 4 L    ; 繪出單個的鬼像

    PER 0 0 0 1 99

    PLOT

    

    GRW  ; 恢復圖形選項(圖形重復使用窗口)

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

SYNOPSYS 光學設計軟件課程三十二:鬼像分析的圖5

于這是一個多行命令,因此提示無法顯示整個格式,但如果在顯示提示時按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GHPLOT的第一次調用使用模式1,生成在圖像平面上HBAR = 0.5處的對象點疊加的所有鬼像圖像:

SYNOPSYS 光學設計軟件課程三十二:鬼像分析的圖6

在視場中間確實有一個黑色的斑點。這可能是我們之前標記過的鬼像。模式2分析顯示與傾斜透視圖相同的能量分布:

SYNOPSYS 光學設計軟件課程三十二:鬼像分析的圖7

那個尖峰確實是我們的鬼像。另一種查看它的方法顯示在圖像-3圖中:

SYNOPSYS 光學設計軟件課程三十二:鬼像分析的圖8

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。返回MGH對話框

SYNOPSYS 光學設計軟件課程三十二:鬼像分析的圖9SYNOPSYS 光學設計軟件課程三十二:鬼像分析的圖10

在這里,光從左邊進入變為紅色,從表面6反射后變成藍色,然后在表面1處第二次反射后變成綠色。它確實在像面聚焦,但是有很多球差 所以鬼像不是很尖銳。

再看一下MGH對話框,您會看到我們還沒有使用過的其他四個功能。讓我們在0.5視場區域追跡真實鬼影的路徑。填寫框如圖所示,然后單擊RGHOST按鈕。

SYNOPSYS 光學設計軟件課程三十二:鬼像分析的圖11

輸出數據:

SYNOPSYS 光學設計軟件課程三十二:鬼像分析的圖12

光線從表面6反射,然后再從表面1反射,并進入像面,其Y坐標為-0.829mm。 這確實是一個糟糕的鬼像。

如果你在設計過程的早期就發現了這個問題,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。

SYNOPSYS 光學設計軟件課程三十二:鬼像分析的圖13

這將打開一個描述如何控制鬼像的頁面。

10.3.1.5 鬼像圖像控制 下一個已有目錄

鬼像圖像由來自一個或多個折射表面的反射引起。SYNOPSYS可以評估和控制兩種類型:GHOST程序可以顯示哪些表面的組合會導致鬼像的產生,而BGI可以評估在鏡頭系統內的另一個位置形成的鬼像的屬性。

從一個選定的近軸鬼像,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單輸入。您的AANT文件中的命令是

M 5 0.1 A PGHOST 6 1

調整權重使其他像差很好地平衡。如果我們達到這個目標,鬼像將是以前的1%。5的目標有點隨機; 一個面積更大的鬼像也是一個更暗的鬼像,這猜測是一個很好的開始。

我們發現,這個過程通常會對指定的鬼像產生很大的改進。然而,另一種反射組合通常會產生新的鬼像,這就需要在優化函數中使用鬼像和另一種PGHOST像差進行另一種評估。當它們出現的時候,你把它們加起來,直到你到達一個點,在這個點上,許多鬼像的強度大致相同。我們從來沒有遇到過這樣的情況:這種強度高到足以成為一個問題。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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