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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
     
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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
    _#1EbvO*l  
    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?
    !RPE-S  
    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。可以用灵活的权重一组自动生成的光线中选择,也可以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。
    cs7^#/3<  
    C=(Q0-+L|  
    PSD优化方法是强大,因为该算法始终比DLS方法或DLS方法其他变算法收敛得更快。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。 C>'G?  
    1KY0hAx  
    +V(^ "Z~  
    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。 spTz}p^\O  
    Qv`: E   
    gKcBx6G Q  
    J[05T1  
    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。 c|(J%@B)  
    各部分如下:
    EP"Z58&$R  
    ACON NB PICKUPS 8AuE:=?,,  
    (7N!Jvg9  
    END a6gPJF[Jo  
    4JU 2x  
    PANT 1Jdx#K  
    ~-[!>1!%  
    END @/?i|!6  
    ,(Ol]W}  
    AANT cWG%>.`5r  
    d"IZt;s/,  
    END Mtv{37k~  
    kYWnaY ^F  
    (other directives) Dn@ZS_f  
    Yi,`uJKh  
    SYNOPSYS NPASS S~ Z<-@S  
    /t`,7y 3T  
    用于多重结构工作 ?hGE[.(eh]  
    I]i( B+D  
    F\&{>&  
    KO7&dM  
    变量参数定义 +lfO4^V  
    -.y1]4  
    ,}]v7DD  
    DQ3 L=  
    评价函数定义 Y#Q!mbp  
    *l 4[`7|  
    =Gu&0f  
    [*5]NNB  
    N&p0Emg  
    XVqkw@Ia4!  
    开始优化
    TE$6=;  
    可以自己手动输入命令行来填充以上各部分,也可以借助交互式对话框来辅助填充,比如变量参数定义的PANT文件可以用MACro编辑器中的Variables按钮填充,评价函数定义的AANT文件可以用Ready Made Raysets按钮填充。 Z1I.f"XY  
    M49l2x=]9  
    为了说明以上格式,这里是一个非常简单的优化MACro的例子: K:jn^JN$  
    PANT        ;定义变量参数 ^\Z+Xq1~/  
    VLIST RAD 1 2 3 4 6 ;改变表面1、2、3、4、6的曲率半径 AEaN7[PQx|  
    VY 1 TH 20 3    ;改变表面1的厚度,上限为20 mm,下限为3 mm SepwMB4@  
    VY 2 TH #+p-  
    VY 3 TH 20 3 1++g @8  
    VY 5 TH 7I'C'.6iM  
    VLIST GLM 1 3   ;改变表面1、3的玻璃模型 Q.$Rhjb  
    END o+}k$i!6  
    UO&$1rV  
    AANT        ;定义像差 .4R.$`z4  
    AEC                ;自动边缘控制 lH`TF_  
    ACC                ;自动中心厚度控制 RqGX(Iuv  
    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 MTCfs~}m  
    GNR .5 1 3 2 .5     !L9OJ1F  
    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 ^Z#G_%\Y:  
    GNR .5 1 3 2 1 ,8Po _[  
    GSR .5 5 2 1 0 _"B.V(  
    GSR .5 5 2 3 0 @L~erg>8=  
    GNR .5 1 2 1 1 3: WEODV2  
    GNR .5 1 2 3 1 *|g[Mn  
    END [ 5}Q  
    5v)bs\x6  
    SNAP                ; 请求实时更新PAD显示 m N}szW,  
    SYNO 25        ; 请求迭代25次 AK,'KO%{=  
    a{r"$>0  
    1 D.C. Dilworth, Appl. Opt. 17, 3372 (1978) QK+,63@D\=  
    2 D.C. Dilworth "Automatic Lens Optimization: Recent Improvements", SPIE 554, 191, (1985).
    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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