如何在 SYNOPSYS 中使用光线追迹
本文介绍了 SYNOPSYS 的光线追迹功能，简单阐述了光线追迹功能的作用以及如何在 SYNOPSYS 中打开使用这个功能。
简介
熟悉其他镜头设计规范的人已经知道两种常见的光瞳定义：一种是近轴光瞳，仅适用于简单系统或光阑位于前面的地方。对于更复杂的系统，使用“光线追迹”可以在系统内部某处模拟一个真实光瞳，对其进行建模。
光线追迹和广角光瞳
上述讨论涉及广义上的光线追迹。在分析图像时，必须确保追迹到合适的光线束。一些程序通过在光阑创建一个网格来实现这一点，然后通过迭代找到一条击中该网格中每个点的光线。虽然这个方法十分有效，但它非常慢。但是 SYNOPSYS 可以通过仅迭代五条光线来找到光瞳轮廓，然后用统一的网格填充以定义光瞳。一旦找到光瞳就不需要后续的迭代计算，因此大大加快了计算速度。
在 RLE 或 CHG 文件中的输入 WAP 1将实施第一个广角光瞳选项，这将设置输入光束的半径为 YMP1，该半径垂直于主光线而不是垂直于光轴，而且 WAP 1使入射光束的直径在所有视场角下保持恒定。
在近轴光瞳不适用的系统中，系统选项 WAP 3提供了另一种控制光瞳大小和形状的方法。使用这个选项，程序通常会追迹主光线的每个视场，在光瞳的顶部、底部和两侧找到极限光线；这些光线是那些刚刚通过镜头中所有 CAO、RAO 和 EAO 孔径的光线（记住，WAP 2只考虑光阑的 CAO）。首先追迹子午线，主光线被定义为顶部和底部光线之间的中点（即使它可能没有通过真实光阑面的中心）。然后在这条光线的左右进行倾斜光线搜索。得到的光瞳通常是椭圆形的（如果 RPUPIL 有效的话为矩形）。WAP 3不能将 CAO 设置在光束可能出现焦散的地方。WAP 3可以调整光瞳的高度和宽度，以通过所有表面的孔径，避免光线失效。WAP 3是 WAP 选项中最耗时的，而且在优化过程中，光瞳的大小可能会有很大的变化，从而产生错误的结果，所以 WAP 3主要用于分析镜头完全设计好的结构。
镜头通常在系统内部有一个“光阑”，打开“STOP_PUPIL_DEMO.RLE”镜头文件，打开 PAD 图，如下图所示，这是简单的近轴光阑得到的结果。
由上图可知，主光线没有通过指定的光阑(表面7)的中心。这是因为在目前的设置中，没有光线追迹，近轴主光线由于光瞳像差而错过光阑中心。
通过系统设置>物，光阑和光瞳打开界面，在光阑处选择真实光阑搜索，然后点击 PAD 图中的“更新”按钮来更新镜头布局，如下图所示。由图中可以看到边缘场的主光线通过光阑( Surface 7)的中心，就像它应该的那样。现在主光线是好的，但是边缘场的边缘光线没有通过光阑的边缘。我们需要另一个常见的声明，它将调整光瞳的大小，以便很好地填充光阑。
打开 SPS 表，将表面7的孔径改为“用户定义的圆形孔径”，点击设置，表面7的外孔径就变成了圆形。打开物，光阑和光瞳的界面，将光瞳选择“广角光瞳类型 2 （WAP 2）”以替换默认的近轴光瞳,这是 WAP 2选项（有三种广角–光瞳（WAP）。它通过在光阑的边缘迭代一些光线来找到入瞳的形状。但是这个选项需要在光阑表面上设置一个硬性通光口径，以便于光线追迹。单击 PAD 中的“更新”按钮，然后出现如下所示的镜头。现在，主光线和边缘光线都通过打开系统的“光线追迹”来到达表面7上的正确位置。
