[原创]SYNOPSYS 光学设计软件课程十四：更具挑战性的优化 [复制链接]

从平面平行的表面开始设计了一个七片透镜的镜头，这个镜头很接近我们的设计要求。 该课程旨在展示PSD III优化算法的速度。

在本课程中，我们将从相同的初始结构开始 - 但在这种情况下，我们希望四个视场都能实现高MTF，并将目录玻璃类型替换为前一课程的玻璃模型。 为了做到这一点，我们将使用自动实际玻璃插入程序ARGLASS

这是输入：

    RLE                 ! The starting system. 启动系统

    ID TEST PSD III

    OBB 0 20 12.7

    WAVL CDF

    UNITS MM

    1 TH 5 GLM 1.6 50 2 TH 5

    3 TH 5 GLM 1.6 50 4 TH 5

    5 TH 5 GLM 1.6 50 6 TH 5

    7    TH 5 GLM 1.6 50

    8    TH 5

    9    TH 5 GLM 1.6 50

    10    TH 5

    11    TH 5 GLM 1.6 50

    12    TH 5

    13    TH 5 GLM 1.6 50

    14    TH 50

    15

    APS 7

    END

    PAD/U         ! Show the initial system. 显示初始系统

    PROJECT       ! Start a timer, then define a symbol, AWT, for the aperture weight启动计时器，然后为孔径权重定义符号AWT

    AWT: 0.5     ! almost equal weight over aperture孔径权重几乎相等

    QUIET         ! not showing everything on the monitor speeds things up在显示屏上没有显示F数的一切东西

    PANT          ! Define variables. 定义变量

    CUL 1.9       ! Set upper limit of 1.9 on index variables. 在折射率变量上设置上限1.9

    FUL 1.9

    VY 1 YP1       ! Vary the paraxial stop position. 改变了近轴光阑位置

    VLIST RAD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

    VLIST TH ALL

    VLIST GLM ALL

    END

    AANT                ! Start of merit function definition. 开始评价函数定义

    AEC

    ACC

    M 33 2 A GIHT

    GSR AWT 5 5 M 0     ! Note how weights are assigned to the several field points. 注意如何将权重分配给多个视场点

    GNR AWT 4 4 M .3   ! This creates a ray grid at the .3 field point这会在.3视场点处创建光线网格

    GNR AWT 4 4 M .6   ! These for the 0.6 field point这些为0.6视场点

    GNR AWT 5 4 M .75   ! These for the 0.75 field point这些为0.75视场点

    GNR AWT 4 4 M .8   ! These for the 0.8 field point这些为0.8视场点

    GNR AWT 4 4 M 1      ! Full field全视场

    END

    SNAP 100

    DAMP 1000

    SYNOPSYS 5

    SYNOPSYS 10

    SYNOPSYS 15

    SYNOPSYS 100

    ANNEAL 50 10

    LOUD           ! Restore output to the monitor将输出恢复到探测器

    MERIT?

    STORE 3           ! Store the results in the library. 将结果存储在库中

    ARGLASS 3 QUIET ! Start of ARGLASS input. 开始ARGLASS输入

    CAT S           ! Specify the Schott glass catalog. 指定Schott玻璃目录

    INCLUDE 1 TO 13 ! Do all surfaces.执行所有表面

    PREF           ! Only use preferred glass types仅使用首选玻璃类型

     SAFE           ! and environmentally safe glasses.环保玻璃

    GO               ! Execute ARGLASS. 执行ARGLASS

    PROJECT                         ! See how long the job took看看工作花了多长时间

     MOF M 0 40 80 0 Q 30 20 10      ! Calculate the MTF over field. 计算视场上的MTF

    作业运行约30秒，并产生此结果：

    RLE

    ID TEST PSD III                            180

     WAVL .6562700 .5875600 .4861300

     APS               1

     UNITS MM

     OBB  0.000000     20.00000     12.70000    -25.39490      0.00000      0.00000

    12.70000    0 AIR

       1 RAD     63.9324304819396   TH      6.13775631

       1 N1 1.82743442 N2 1.83402633 N3 1.84979432

       1 CTE   0.584000E-05

    1    GTB S    'N-LASF40        '

    2    RAD    121.4260973202004   TH      1.00000000 AIR

    3    RAD     38.9734739086511   TH     20.57680176

       3 N1 1.72508287 N2 1.72915286 N3 1.73846093

       3 CTE   0.581000E-05

    3    GTB S    'N-LAK34         '

    4    RAD     87.2688769717594   TH      1.01574402 AIR

    5    RAD     76.7614323395048   TH      3.26054685

       5 N1 1.72090550 N2 1.72827542 N3 1.74642643

       5 CTE   0.940000E-05

    5    GTB S    'N-SF10          '

    6    RAD     19.7361513224512   TH     21.84758786 AIR

    7    RAD    -29.7587962681538   TH      1.00000000

       7 N1 1.83649445 N2 1.84665729 N3 1.87209365

       7 CTE   0.846000E-05

    7    GTB S    'N-SF57          '

    8    RAD    -38.0771643426431   TH      1.00000000 AIR

    9    RAD    148.7057065172241   TH      6.45696908

       9 N1 1.91038602 N2 1.92285755 N3 1.95457944

       9 CTE   0.590000E-05

    9    GTB S    'N-SF66          '

    10    RAD     84.7349933920333   TH      1.28380951 AIR

    11    RAD    116.5460118813826   TH     25.45671730

      11 N1 1.64820928 N2 1.65159874 N3 1.65934342

      11 CTE   0.710000E-05

    11    GTB S    'N-LAK7          '

    12    RAD    -40.6054550188090   TH     18.94463076 AIR

    13    RAD     70.2471757058936   TH     25.49467569

      13 N1 1.84254602 N2 1.85024035 N3 1.86897227

      13 CTE   0.737000E-05

    13    GTB S    'N-LASF9         '

    14    RAD     73.0342740343945   TH     16.56312158 AIR   15 CV      0.0000000000000   TH      0.00000000 AIR

    END

ARGLASS功能允许您过滤一些选项，这过滤项会影响程序选择玻璃。 例如，您可能只需要便宜的玻璃或耐酸性良好的玻璃。 在本练习中，我们只想使用具有良好环境特性的类型。 这是选择的内容：

    --- ARGLASS 3 QUIET ! START OF ARGLASS INPUT.

    Lens number     3 ID TEST PSD III

     GLASS N-LASF40         HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE   1; MERIT =   0.248127

     GLASS N-LAK34          HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE   3; MERIT =   0.370709

     GLASS N-SF10           HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE   5; MERIT =   0.772238

     GLASS N-SF57           HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE   7; MERIT =   0.290459

     GLASS N-SF66           HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE   9; MERIT =    10.2718

     GLASS N-LAK7           HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE  11; MERIT =   0.214292

    GLASS N-LASF9          HAS BEEN ASSIGNED TO SURFACE  13; MERIT =   0.203867

要检查这些玻璃的属性，我们输入命令

   列出玻璃属性，所有玻璃

并得到一个列表，其中一部分如下所示：

    ***********************************************************

    GLASS ATTRIBUTE FOR SURFACE NO.   1

    SCHOTT         N-LASF40

    GLASS IS A PREFERRED TYPE.

    GLASS IS ENVIRONMENTALLY SAFE (NO Pb OR As).

    PRICE   BUBBLE   HUMIDITY   STAIN   ACID RESIST   ALKALI RESIST   SP GRAVITY

      6.0       1        1       2        5        1       4.55  THIS GLASS HAS A LIST OF TRANSMISSION VALUES ATTACHED

    VALID RANGE OF TRANSMISSION DATA:

    LOW     HIGH

     0.365   2.500

    GLASS HAS SELLMEIER INDEX COEFFICIENTS:

     0.1985503E+01 0.2740570E+00 0.1289457E+01 0.1095833E-01 0.4745516E-01 0.9690853E+02

    GLASS HAS 6 DNDT VALUES FROM GLASS TABLE:

     8.1000E-06  1.2500E-08 -1.7300E-11  8.2700E-07  1.0800E-09  2.3800E-01

    THERMAL COEFFICIENT (ALPHA) =  0.584E-05

    ***********************************************************

如果这看起来像你所追求的那样，将ADT监视器添加到AANT文件中并进一步优化以修复薄透镜。分析镜头以找出问题，然后告诉AANT。

我们建议您自己运行此练习。尝试更改一些视场权重或孔径权重，然后再次运行。结果对这些变化非常敏感，当你设计自己的镜片时，你需要了解哪些控制有效，哪些控制无效。

这个例子从平面平行板开始，产生了一个相当不错的镜头。如果你运行它会发生什么。

（该程序以非零光焦度开始，根据其规则分配，并发现更多设计。）我们尝试了解这个问题，并得到了更好的解决方案。调整输入变量以查看发生的情况。