SYNOPSYS 如何设计单透镜，第二部分：分析

本帖最后由 dannie 于 2022-7-15 15:13 编辑

本系列共三篇文章，旨在介绍如何使用 SYNOPSYS 的界面进行操作。本文以单透镜为例，介绍了设计透镜的基本过程，包括构建系统(第一部分)、分析其性能(第二部分)，以及根据所需的指标和设计约束对其进行优化(第三部分)。
简介

这是由三篇文章组成的系列文章的第2部分。介绍了系统的布局图 (Layout)，给出了系统的可视化表示，然后重点对点列图 (Spot Diagram)、光程差图 (OPD Fan) 和光线光扇图 (Ray Fan) 进行了分析，对系统的像差进行了评价，还解释了如何使用快速聚焦工具 (Quick Focus tool) 来更好地定位像面的位置。   在第一部分， 将讨论在 SYNOPSYS 中如何建立单透镜的三种方法。在第三部分，将讨论如何优化单透镜，在设计约束下获得更好的性能。本部分主要介绍了如何分析单透镜的性能。

在优化之前评估系统性能

SYNOPSYS 中包含了许多不同的分析功能，每个功能都可以用来评估设计的性能。在此次练习中，将使用四种更基本、更常见的系统性能分析功能来评估优化之前的单透镜：




点列图 (Spot Diagram)、光程差图 (OPD Fan) 和光线光扇图 (Ray Fan) 是透镜设计者用来确定雷竞技下载找ray666点vip系统中存在的不同类型和不同程度像差的最重要的工具。
基于我们目前所搭建的设计，打开以上的每一个分析窗口来回顾当前镜头的性能。镜头文件“single lens.RLE”的 PAD 如下图所示，其他图形是点列图 (Spot Diagram)、光程差图 (OPD Fan) 和光线光扇图 (Ray Fan)。









从以上四个图的评估中可以明显看出，单透镜设计有大量的像差，包括但不限于球差、彗差、畸变、离焦、场曲和像散。此外，根据下面点列图底部的数据可以看出，最大视场的 RMS 半径为: 307.302μm 。



从四个分析功能给出的结果可以看出，单透镜在此时的性能肯定不是最优的。性能相当差的一个重要因素是像面位置的随机选择。从上面的布局图 (Layout) 来看，当前选择的像面并没有处于“最佳焦点”。
即使在优化之前，也可以使用 SYNOPSYS 中的工具来更好地定位当前像面的位置。该工具称为 RMS 聚焦 (Quick Focus)。RMS 聚焦是 SYNOPSYS 的一个功能，它可以调整像面之前表面的厚度，以使 RMS 像差最小。
可以通过选择像质分析 (Image Analysis) > RMS(RMS) > RMS 聚焦 (RMS focusing) 打开快速聚焦对话框。选择所要聚焦的波长和视场，进行聚焦分析。


单击运行 FOCUS 并关闭快速聚焦对话框。
在命令窗口输入 RMS P 1 600 0 0，可以查看1视场的 RMS 光斑大小。仅仅由于像面位置的改变，您就可以看到性能有相当大的变化。最重要的是，最大视场的 RMS 半径减小了近一半。


尽管设计比以前好，但仍有改进的空间。在如何设计单透镜，第三部分：优化，将解释如何设置和执行系统优化，使其达到更好的性能。