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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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    光币
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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
    5,V3_p:)VI  
    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？
    M[dJQ (  
    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。
    /9u12R*<  
    fH 5/  
    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。 9<!Ie^o?  
    i\P)P!  
     4q^'MZm1  
    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。 /`B:F5r  
    "\Nn,3qp  
    }W"/h)q  
     &14Er,K  
    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。 AtlUxFX0S  
    各部分如下:
    ]$WwPDZ  
    ACON NB PICKUPS Oc?]L&ap  
    … ^&8xfI6?  
    END QK/~lN  
    ^{fA:N=  
    PANT uyWt{>$  
    … ||kUi=5  
    END Zut"P3d=J  
    1lQO`CmR6M  
    AANT H(j983  
    … V> @+&q  
    END eB*0})  
    T|Fl$is  
    (other directives) f+W %X  
    <@2g.+9  
    SYNOPSYS NPASS … jG&gd<^  
    		 b$1W>  
    用于多重结构工作 rXu^]CK *G  
    qUtlh,4)  
    a{7'qmN1  
    EAXbbcV  
    变量参数定义 Vq<\ix Ri  
    6w:M_tDM  
    u IGeSd5B  
    a@V`EEZ  
    评价函数定义 .+ g8zbD4  
    N3g\X  
    zU,Qph ,<  
    )>|x2q  
    avo[~ `.  
    RW04>oxVn  
    开始优化
    S4FR=QuVQC  
    可以自己手动输入命令行来填充以上各部分，也可以借助交互式对话框来辅助填充，比如变量参数定义的PANT文件可以用MACro编辑器中的Variables按钮填充，评价函数定义的AANT文件可以用Ready Made Raysets按钮填充。 `8D}\w<eI  
    _B5v&# h(.  
    为了说明以上格式，这里是一个非常简单的优化MACro的例子： I7q}<"`  
    PANT        ;定义变量参数 8C>\!lW"  
    VLIST RAD 1 2 3 4 6 ;改变表面1、2、3、4、6的曲率半径 {:0TiOP5x  
    VY 1 TH 20 3    ;改变表面1的厚度，上限为20 mm，下限为3 mm YRm6~c  
    VY 2 TH V1Opp8  
    VY 3 TH 20 3 Ryrvu1 k  
    VY 5 TH i917d@r(<  
    VLIST GLM 1 3   ;改变表面1、3的玻璃模型 05gdVa,  
    END (W4H?u@X0  
    lo:{T _ay  
    AANT        ;定义像差 Doj>Irj? 7  
    AEC                ;自动边缘控制 (TJ )Y7E  
    ACC                ;自动中心厚度控制 OkaN VTB  
    GSR .5 5 3 2 0     ;0.5和5为权重因子，在轴上校正色差2的3条弧失光线 rsgTd\b  
    GNR .5 1 3 2 .5     /I/gbmc)  
    GNR .5 1 3 2 .7    ;0.5和1为权重因子，在0.7视场校正色差2的3条光线网格 s/0S]P]}f  
    GNR .5 1 3 2 1 J-wF2*0r<  
    GSR .5 5 2 1 0 )UgLs|G~  
    GSR .5 5 2 3 0 E\Et,l#|LY  
    GNR .5 1 2 1 1 AeN$AqQd/  
    GNR .5 1 2 3 1 c Y(2}Ay  
    END :sL?jGk\  
    78fFAN`  
    SNAP                ; 请求实时更新PAD显示 VHihC]ks,  
    SYNO 25        ; 请求迭代25次 L6=`x a,  
    T>2_r6;  
    1 D.C. Dilworth, Appl. Opt. 17, 3372 (1978) +XP9=U*g  
    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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