進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，即便設(shè)計(jì)者費(fèi)盡心思改進(jìn)系統(tǒng)，仍難以避免一些非預(yù)期的能量出現(xiàn)在像面上。因此，如何找出這些非預(yù)期的光線來源，并增添新的元件以吸收或阻擋這些能量，將會(huì)是雜散光分析環(huán)節(jié)的重要課題。本文是系列文章的第二篇，將介紹如何使用路徑分析（Path Analysis）功能和篩選字串（filter string）辨別雜散光的路徑。

簡(jiǎn)介

我們已在?系列文章的第一篇?（點(diǎn)擊查看）介紹了觀察雜散光的基礎(chǔ)知識(shí)。進(jìn)行雜散光分析時(shí)，最終的目標(biāo)為找出雜散光的來源并嘗試改善。而在這篇文章中，我們會(huì)繼續(xù)以同一個(gè)示例檔案進(jìn)行設(shè)計(jì)，說明如何辨別雜散光的特定光線路徑，以及如何藉由鏡面鍍膜改善這些非預(yù)期的能量來源。

使用篩選字串辨別雜散光路徑

首先，我們要找出雜散光的來源并試著改善。在下方的結(jié)果圖中，我們可以看到許多非預(yù)期的反射光（鬼影）出現(xiàn)在像面上。為了區(qū)分出這些光線，我們可以使用OpticStudio中的篩選字串功能，如下方綠框內(nèi)所示。

接著，我們?cè)囍页鲞@些光線中在像面（探測(cè)器）上能量較強(qiáng)的路徑。我們將會(huì)需要重設(shè)光線追跡相對(duì)閾值強(qiáng)度（Minimum Relative Ray Intensity），如下圖紅框處所示。該數(shù)值代表了追跡光線與光源光強(qiáng)的比值，透過對(duì)該數(shù)值的設(shè)定，我們能夠調(diào)整可被追跡光線的能量最小值。預(yù)設(shè)的閾值強(qiáng)度為1.000E-6，即當(dāng)光線能量高于光源出射光的1.000E-6時(shí)可被追跡。透過這樣的調(diào)整，我們可以簡(jiǎn)單的將鬼影光線中能量較低的部份過濾掉，僅保留高能量的鬼影。在稍后的篇幅中，我們將介紹路徑分析功能，可幫助我們較輕易的區(qū)分出能量較強(qiáng)的雜散光路徑。

我們?cè)陂撝祻?qiáng)度的字段輸入0.005，這將使OpticStudio在進(jìn)行光線追跡時(shí)，忽略光強(qiáng)小于0.005倍原始能量的光線。

重新整理視窗數(shù)次，我們將看到如下的結(jié)果，顯示出系統(tǒng)中最主要的鬼影路徑。

鏡面鍍膜

我們可以從結(jié)果圖中發(fā)現(xiàn)最主要的鬼影光線路徑包含了一條來自中央凹面鏡（物件6、10）的二次反射光，如上方的兩張圖。為了降低鬼影光線的能量，我們可以在鏡面上進(jìn)行鍍膜。在物件6的第2面和物件12的第1面上進(jìn)行AR鍍膜，我們將看到結(jié)果有明顯的變化。

再次進(jìn)行光線追跡后，我們可以看到周遭的鬼影明顯的減少。與第一篇文章中最后的結(jié)果相比，此時(shí)的成像有了不錯(cuò)的改善，大部份淺藍(lán)色的光點(diǎn)已消失不見。我們可以對(duì)系統(tǒng)中其他的鏡面進(jìn)行這樣的步驟，以了解鍍膜對(duì)光學(xué)表現(xiàn)帶來的影響。

特定區(qū)域光線分析（使用篩選字串）

在初步消除部分的雜散光后，我們?nèi)阅茉谔綔y(cè)器上發(fā)現(xiàn)不少非預(yù)期的能量分布，特別是在像面中底部中心位置呈弧形的光點(diǎn)，如下圖所示。我們?cè)撊绾慰焖俚恼页鲞@些光點(diǎn)的來源呢？

這里我們可以再次使用篩選字串。在OpticStudio中，篩選字串功能可以幫助我們依據(jù)光線的特性進(jìn)行區(qū)分，我們可以在幫助文件中找到將近100條相關(guān)指示。如前述的步驟所示，我們可以使用一些邏輯符號(hào)（例如&、|、^）結(jié)合一個(gè)以上的篩選條件。

如果想要單獨(dú)檢視探測(cè)器上特定范圍（如上圖框選的區(qū)域）的入射光線，我們可以在篩選字串字段鍵入下圖中的4項(xiàng)限制條件以達(dá)成目的。

勾選光線追跡視窗中的保存光線（Save Rays）選項(xiàng)，并再次進(jìn)行光線追跡。

如此一來，OpticStudio會(huì)將追跡光線的信息儲(chǔ)存為Zemax光線數(shù)據(jù)庫（.ZRD）檔案。

我們可以在視圖（Layout plot）中加載預(yù)先儲(chǔ)存的ZRD檔案，接著在下方篩選字串字段填入限制條件。

篩選字串開頭的{#50}代表我們希望只顯示前50條符合篩選條件的光線，這可以避免視圖顯得太過雜亂無章。在模擬結(jié)果中，我們可以看到抵達(dá)像面上目標(biāo)區(qū)域的所有光線路徑。即使我們已預(yù)先對(duì)光線路線進(jìn)行限制，但此時(shí)的光線路徑還是太過復(fù)雜。然而，根據(jù)過往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，我們可以得知這些光線的能量不盡相同。因此接

下來我們的目標(biāo)就是找出其中最主要的雜散光來源。

進(jìn)階光線路徑分析

如下圖，在分析（Analyze）工具欄中的光線追跡分析（Ray Trace Analysis）字段，我們可以找到路徑分析（Path Analysis）功能。這項(xiàng)功能可以協(xié)助我們找出最主要的雜散光線路徑。注意我們可以在篩選字段再次輸入條件以限制目標(biāo)的范圍。

在套用限制條件后，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)能量最集中的路徑是沿著物件3 > 6 > 17，如上圖所示。為了在視圖找到這條光線路徑，我們?cè)谠鹊暮Y選字串末端加上&_1，將會(huì)出現(xiàn)以下的結(jié)果。

我們順利的找到了由透鏡側(cè)面反射所產(chǎn)生的雜散光路徑。實(shí)際上，當(dāng)我們?yōu)橄到y(tǒng)添加了外殼后，這樣的現(xiàn)象將不再發(fā)生。此外，這條光線路徑同時(shí)也是像面上弧形雜散光點(diǎn)的來源。下方的示意圖依序呈現(xiàn)了第二、第三和第四條光線路徑。為了得到這樣的結(jié)果，我們將會(huì)需要再篩選字串末端分別加上&_2、&_3和&_4