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    [分享]最通用、最强大的非线性系统优化方法之一——PSD优化 [复制链接]

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    离线optics1210
    助理工程师
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2019-05-09
    摘自User's Manual 10.0节
    J ytY6HF  
    在SYNOPSYS上使用PSD算法(1,2)进行自动优化，优于我们熟悉的阻尼最小二乘(DLS)方法。为什么这种方法是迄今为止发现的最通用、最强大的非线性系统优化方法之一？
    ;t!n%SnK9!  
    PSD优化方法是通用的，因为它允许指定许多种类的量作为“像差”，在镜头设计过程中进行控制，包括结构参数、近轴量、物或光瞳坐标、光线拦截、光程差、甚至是衍射MTF。使用方便的助记名，这些量可以以算术和、差、商等形式组合来为结果指定明确的目标或单侧边界，或者给出一个描述这些需要控制的量的方程。可以用灵活的权重从一组自动生成的光线中选择，也可以用您自己选择的光线来构建你自己的评价函数。通过给评价函数的每一个部件分配适当的权重，可以评估像质和机械要求之间的权衡，比如整体长度或透镜直径。通过操纵权重，您可以将设计推向剩余像差之中的任何需要的平衡。使用这样的工具可以设计一个最优的系统，而不仅仅是一个最优的图像。
    e&[gde(  
    >Gbj1>C}  
    PSD优化方法是强大的，因为该算法始终比DLS方法或DLS方法的其他变体算法收敛得更快。自动功能控制阻尼、二阶导数近似、导数增量、变量度量和边界条件。您很少需要输入除起始镜头、变量列表和评价函数定义之外的任何内容。 shW$V93<  
    CU =}]Y  
     !:e|M|T'I*  
    如何生成PSD算法的优化程序？可以使用交互式对话框也可以自己按照语法书写命令行。第一种方法中，优化程序的许多最有用的特性可以从MOM命令打开的交互式对话框中运行。这个特性为初学者提供了一种方便的方式来练习许多优化可能性，并且通过学习MOM生成的命令和数据，您可以快速地学习使用更快的命令模式运行所需的格式，这将是经验丰富的用户的首选。 >cwyb9;!kK  
    4)D#kP  
    `(A6uakd  
     J6x\_]1:*  
    第二种方法通常在MACro编辑器中手动输入优化程序，并以所需的文件名保存。优化程序被分成几个部分，必须按顺序输入。顺序不重要，但是不能使用与优化无关的命令来中断序列。如果这样做，当您重新输入其他部分时，程序将重新初始化所有的优化设置。 [% chN /  
    各部分如下:
    _`lj 3Lm0>  
    ACON NB PICKUPS H <CsB  
    … QX (x6y>Q  
    END KDwz!:ye  
    .0]4@'  
    PANT r\]yq -_  
    … '!`%!Xg  
    END ps0wN%tA  
    +3.Ik,Z}zq  
    AANT 8f>=.O*)  
    … >}QRMn|@H  
    END tq=1C=h  
    Dd|}LV  
    (other directives) tf64<j6  
    a2W}Wb+  
    SYNOPSYS NPASS … 9fD4xkRS  
    		 4X7y}F.J  
    用于多重结构工作 AoHA+>&U  
    n<MMO=+bg  
    A(duUl~  
    Hv%(9)-8  
    变量参数定义 }GvoQ#N  
    ;SQ<^"eK  
    n+@}8;oeP  
    -oq!zi4:  
    评价函数定义 R_h(Z{d  
    ga#,42)H  
    Q0~5h?V'  
    .lu:S;JSnS  
    PK1j$ &F  
    KtJE  
    开始优化
    5A1oZ+C#  
    可以自己手动输入命令行来填充以上各部分，也可以借助交互式对话框来辅助填充，比如变量参数定义的PANT文件可以用MACro编辑器中的Variables按钮填充，评价函数定义的AANT文件可以用Ready Made Raysets按钮填充。 1wUZ0r1'  
    j`Lf/S!}  
    为了说明以上格式，这里是一个非常简单的优化MACro的例子： O;M_?^'W  
    PANT        ;定义变量参数 =fMSmn1S  
    VLIST RAD 1 2 3 4 6 ;改变表面1、2、3、4、6的曲率半径 b3b 4'l   
    VY 1 TH 20 3    ;改变表面1的厚度，上限为20 mm，下限为3 mm lEi,duS)  
    VY 2 TH TRz~rW k  
    VY 3 TH 20 3 tW5 \Ktjno  
    VY 5 TH _dqjRhu  
    VLIST GLM 1 3   ;改变表面1、3的玻璃模型 Bp\io$(%  
    END zF /}s_><*  
    i]GBu  
    AANT        ;定义像差 Gb 61X6  
    AEC                ;自动边缘控制 jIE>t5 fy  
    ACC                ;自动中心厚度控制 K-wjQ|*1  
    GSR .5 5 3 2 0     ;0.5和5为权重因子，在轴上校正色差2的3条弧失光线 T(+F6d=1  
    GNR .5 1 3 2 .5     #%VprcEK  
    GNR .5 1 3 2 .7    ;0.5和1为权重因子，在0.7视场校正色差2的3条光线网格 o^RdVSkU;  
    GNR .5 1 3 2 1 n ! qm  
    GSR .5 5 2 1 0 cb&y8!ci~  
    GSR .5 5 2 3 0 uuj"Er31  
    GNR .5 1 2 1 1 x$CpUy{6  
    GNR .5 1 2 3 1 oSNB\G<  
    END 8DTk<5mW~  
    OxElvbM#  
    SNAP                ; 请求实时更新PAD显示 iM2 EEC  
    SYNO 25        ; 请求迭代25次 3sGrX"0D  
    MIa].S#  
    1 D.C. Dilworth, Appl. Opt. 17, 3372 (1978) 4 E3@O  
    2 D.C. Dilworth "Automatic Lens Optimization: Recent Improvements", SPIE 554, 191, (1985).
    共1条评分 ，光币+1
    rachel_optics 光币 +1 优秀文章，支持！ 2019-05-13
     
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