[原創(chuàng)]SYNOPSYS 光學(xué)設(shè)計(jì)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(duì)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?yàn)橛行�傳輸不�?huì)隨著視場(chǎng)的下降而下降。 但有時(shí)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(jì)完成時(shí)用于像質(zhì)分析的漸暈量。 這是本課的主題。

這是一個(gè)具有強(qiáng)烈漸暈的三片透鏡。

注意上下視場(chǎng)點(diǎn)（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(gè)透鏡的RLE文件，可以看到表面3上的實(shí)際光闌（激活光線瞄準(zhǔn)主光線）和廣角光瞳選項(xiàng)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(xiàng)減小了入射光瞳尺寸，使得每個(gè)視場(chǎng)點(diǎn)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(gè)表面都被分配了確定的孔徑（具有CAO數(shù)據(jù)）。 這是實(shí)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(chǎng)角的變化。 使用PAD掃描按鈕 最容易看到。

但WAP 3選項(xiàng)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(shí)，光束的大小可以在每個(gè)表面上發(fā)生變化，當(dāng)你甚至不知道完成時(shí)的大小時(shí)，將CAO指定到表面是沒有意義的。 所以我們?cè)趦?yōu)化過程中從不使用WAP 3選項(xiàng)，之后也會(huì)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(jì)使用這些選項(xiàng)。 也許它在起始條件下是有意義的。 我們可以用這個(gè)透鏡做什么？

查看當(dāng)前選項(xiàng)（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(hào)，因?yàn)檫吘壒饩�在像面上向下。 我們更換透鏡并將副本存儲(chǔ)在透鏡庫(kù)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(gè)新編輯器并創(chuàng)建一個(gè)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(píng)價(jià)函數(shù)6。

我們創(chuàng)建了一個(gè)還原點(diǎn)并運(yùn)行這個(gè)MACro。

由于AEC監(jiān)視器，邊緣羽化已得到修復(fù)，但在全視場(chǎng)時(shí)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(chǎng)的軸上值的40％。 我們?cè)贏ANT文件中添加了一個(gè)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(yùn)行

TFAN的邊緣變得更糟，這并不奇怪，因?yàn)樗鼈儾辉俦患m正。 但是如果我們要對(duì)這個(gè)光束在PAD顯示屏中漸暈40％，那么像質(zhì)看起來會(huì)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(duì)元件進(jìn)行建模，以便顯示實(shí)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(dòng)，減小孔徑。 在全視場(chǎng)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(shí)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(gè)選項(xiàng)，你可以通過開關(guān)65來激活。但是，因?yàn)檫@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(jì)算出的漸暈因子清除了我們?cè)谝晥?chǎng)中四個(gè)點(diǎn)輸入的孔徑。 圖像顯示了實(shí)際的漸暈光束。

除了其他孔徑保持不變，因?yàn)樗鼈兌际枪潭�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(jì)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(píng)價(jià)函數(shù)不再受益于大厚度，則鏡片的厚度將會(huì)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(xiàng)與VFIELD之間有什么區(qū)別，因?yàn)樗鼈兛雌饋眍愃疲?每次執(zhí)行需要光線追跡的事情時(shí)，WAP 3都需要追跡五條光線。 這是一個(gè)相當(dāng)緩慢的選擇。 另一方面，VFIELD已經(jīng)完成了這個(gè)計(jì)算，之后只需要追跡主光線，在所要求的視場(chǎng)上進(jìn)行插值。 這個(gè)用法速度很快。

這就是漸暈的全部?jī)?nèi)容。