参数优化研究+光线追迹失败校正：SYNOPSYS 光学设计软件

I,)\506  
在本课中，我们将探索一个功能强大但很少使用的SYNOPSYS功能：它可以进行参数研究，显示两个变量对第三个变量的影响。在这种情况下，我们希望了解镜头优化运行的结果如何取决于初始结构。 在一个理想的设计中，每一个起点都将达到最佳可能的最佳状态，但现实并不如此。 对于任何给定的问题，通常存在许多局部最小值，并且我们可以期望的最好的优化算法应该可靠地到达最接近的算法。 （当然有所谓的全局优化算法，例如DSEARCH，这和局部优化算法不同。在这里，我们将分析从给定初始结构开始到优化评价函数的过程。） eL}X().  
因此，人们会期望两个几乎完全相同的初始结构将达到相同的局部最小值，即使它不是全局的。 当前算法在此优化上的表现如何？ TU Delft的Florian Bociort博士发现了一些非常有趣的结果。 他做了一个很简单的例子，如下图所示。 u!F\`Gfm_  
为了使工作变得非常简单，他只在主波长的三个视场点校正了光线，忽略了边缘误差。 然后，他以曲率半径2和曲率半径3的起始值为变量做栅格，并绘制一个图，其中网格上每个像素的颜色编码评价函数的最终值。 他发现有几个局部最小值，即使对于如此简单的问题也不足为奇 - 但完全出乎意料的是，在许多地方，评价函数以非常混乱的方式变化。 因此，附近的起点经常会到达截然不同的终点。 （他在Code-V上做了这个分析。）这是他在 http://homepage.tudelft.nl/q1d90/FBweb/fractals.html 上的文章中的一个图解。

nXI8`7D  
    Starting doublet: ue'dI  
Q&^\YgkCf  
    RLE h%4UeL &F  
    ID FLORIAN STARTING DOUBLET ,\a
Lv  
    WA1 .5876000 T.-tV[2  
     WT1 1.00000 S'NLj(  
     APS               1 TqfL Sm|  
     UNITS MM EVw{G<  
     OBB  0.000000    3.00000   16.66670    0.00000    0.00000    0.00000   16.66670    0 AIR -Wh 2hWg+  
       1 CV      0.0146498673770   TH     10.34600000 VEn3b  
       1 N1 1.61800000 LEOa=(mN\  
    1    GID 'GLASS           ' dn Sb}J  
    2    RAD   -174.6512432672814   TH      1.00000000 AIR u=vBjaN2_w  
    2    AIR DQc\[Gq&  
    3    RAD    -80.2251653581521   TH      2.35100000 BF;}9QebmS  
       3 N1 1.71700000 g#7Q-n3^  
    3    GID 'GLASS           ' H=g%>W%3  
    4    RAD   -111.8857786363961   TH     92.41206276 AIR d"Wuu1tEY  
       4 AIR O|^J;fS:  
       4 CV      -0.00893769 A,=> |&*  
       4 UMC     -0.16667000 y'>JT/Q5  
       4 TH      92.41206276 r3-<~k-  
    4    YMT      0.00000000 *vEj\  
    5    CV      0.0000000000000   TH      0.00000000 AIR 9PV+Kr!c5I  
       5 AIR o)7Ot\:E  
     END MV!d*\  
    STORE 5 2 >j0,2  
zH9*w:"4<_  
    And this is the input for the PA3 program): =NI?Jk*iAq  
    ON 78           ! use finer grid (118x118 points) 使用更精细的网格（118x118点） l(}L-:@A  
    PA3 LOOP COLOR          ! initialize PA3, request color boxes for output初始化PA3，设置输出颜色框 Di4GaKa/  
    RZ1 -.025 .04          ! set the range of variable Z1设置变量Z1的范围 MuP>#Vk  
    RZ2 -.045 .075          ! set the range of Z2设置Z2的范围 OJJ [Er1  
    RZ3 0 5.5      ! display results over this range of merit function values g`fMHU7  
        在此评价函数值范围内显示结果 <p/2hHfiD  
    NOSMOOTH               ! there will be steps in the output; do not smooth $?]`2*i  
    按步输出; 结果不会很平滑 S_OtY]gF  
    XLAB "2 CV -.025 .04" ! define the label for the X-axis, which is variable Z1 {2D|,yH=  
                             定义X轴的标签，即变量Z1 CYwV]lq:s  
    YLAB "3 CV -.045 .075" ! label for Y-axis, Z2 Y轴，Z2的标签 }HmkTk  
    ZLAB "MERIT"          ! label for Z-axis, the final merit function Z轴的标签，最终的评价函数 vD?D]8.F~Q  
    LOOP bGK*1FlH  
         ! tell PA3 to loop over the above raster of data告诉PA3循环上面的数据栅格 d ePk}Sn  
    GET 5           ! get the starting lens each time每次都得到初始结构的始镜头 B7|%N=S%/  
    2 CV = Z1      ! set curvature 2 to the value of variable Z1将曲率2设置为变量Z1的值 -1v9  
    3 CV = Z2      ! and CV 3 to Z2, using the artificial-intelligence parser )z18:C3  
        CV 3到Z2，使用人工智能解析器 S<cz2FlV  
    PANT           ! initialize the variable list初始化变量列表 xU0iz{9  
    VLIST RAD 2 3     ! and vary two radii 两个不同的半径 I2*(v%.-  
    END 7iwck.*  
         ! end of the variable list 变量列表的结尾 ~_ZK93o(  
    AANT           ! initialize the merit function definition初始化评价函数定义 ecoI-@CAI  
    GSR .5 10 3 P 0       ! correct a sagittal fan, three rays, on axis 在轴上修正一个光扇图，三条光光线 ~OPBZ#  
    GNR .5 1 3 P .75       ! correct a full grid of rays, primary color, 0.75 field point 3\ Mt+!1{  
                                        校正完整的光线网格，原色，0.75视场点 2y!aXk\#C  
            GNR .5 1 3 P 1       ! same, at full field. 全区域相同 K\XQE50  
    END           ! end of merit function definition 评价函数定义结束 HQ" trV  
O2pE"8=4Q  
    DAMP 10000      ! initial damping (see below) 初始阻尼（见下文） x>TIx[x  
    SNAP 50               ! watch what happens, but not too often, in order to keep it fast ipp`99  
                                                                   观察发生状况，但不要太频繁，以保持高效 #0uu19+}  
    SYNOPSYS 100           ! optimize until it converges  优化到收敛 1hgIR^;[b  
    Z3 = MERIT      ! assign the current merit function value to variable Z3 PA3      告诉PA3循环到下一个案例。 Ax;?~v4Z  
        ! tell PA3 to cycle to the next case. 告诉PA3循环到下一个案例。

Y$n+\K  
    SYNOPSYS 100 0 FIX