SYNOPSYS 光学设计软件课程二十三：参数优化研究+光线追迹失败校正

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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结果，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，并且我们期望的最好的优化算法应该可以得到最好的结果。 )u{)"m`&[J  
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。 DwTqj=l  
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。

qK ,mG{  
    RLE (`0dO8  
    ID FLORIAN STARTING DOUBLET #L\t)W  
    WA1 .5876000 IT \Pj_  
     WT1 1.00000 6`LC(Nv%-n  
     APS               1 H*U\P2C!)  
     UNITS MM cE x$cZRMI  
     OBB  0.000000    3.00000   16.66670    0.00000    0.00000    0.00000   16.66670    0 AIR *|c*/7]<  
       1 CV      0.0146498673770   TH     10.34600000 #A|~s;s>N  
       1 N1 1.61800000 C#]%  
    1    GID 'GLASS           ' ~;/\l=Xl  
    2    RAD   -174.6512432672814   TH      1.00000000 AIR .F'fBT`$  
    2    AIR phIEz3Fu/  
    3    RAD    -80.2251653581521   TH      2.35100000 $"Oy }  
       3 N1 1.71700000 {Kp<T  
    3    GID 'GLASS           ' h-VpX6  
    4    RAD   -111.8857786363961   TH     92.41206276 AIR !x9j~D'C`  
       4 AIR %]9
<a  
       4 CV      -0.00893769 Ed/@&52z0  
       4 UMC     -0.16667000 zdA:K25"  
       4 TH      92.41206276 0`X%&  
    4    YMT      0.00000000 Ov{f
O  
    5    CV      0.0000000000000   TH      0.00000000 AIR v2<roG6.V  
       5 AIR g%w@v$  
     END (]BZ8GOx  
    STORE 5 "4FL<6  
>/
Z#{;kOz  
    And this is the input for the PA3 program): tK&.0)*=  
    ON 78           ! use finer grid (118x118 points) 使用更精细的网格（118x118点） LkFXUt?  
    PA3 LOOP COLOR          ! initialize PA3, request color boxes for output初始化PA3，设置输出颜色框 6p/gvpZ  
    RZ1 -.025 .04          ! set the range of variable Z1设置变量Z1的范围 JL1%XQ i  
    RZ2 -.045 .075          ! set the range of Z2设置Z2的范围 kmM4KP#&|  
    RZ3 0 5.5      ! display results over this range of merit function values K[LTw_oE  
        在此评价函数值范围内显示结果 t/cjz/]  
    NOSMOOTH               ! there will be steps in the output; do not smooth xh>/bU!>  
    按步输出; 结果不会很平滑 LX.1]T*m`  
    XLAB "2 CV -.025 .04" ! define the label for the X-axis, which is variable Z1 sY,!Ir`/`  
                             定义X轴的标签，即变量Z1 (^g?/i1@d  
    YLAB "3 CV -.045 .075" ! label for Y-axis, Z2 Y轴，Z2的标签 JWG7QH  
    ZLAB "MERIT"          ! label for Z-axis, the final merit function Z轴的标签，最终的评价函数 J
H!qGV1  
    LOOP o a,Ju  
         ! tell PA3 to loop over the above raster of data告诉PA3循环上面的数据栅格 v>Il#  
    GET 5           ! get the starting lens each time每次都得到初始结构的始镜头 ZNPzQ:I@  
    2 CV = Z1      ! set curvature 2 to the value of variable Z1将曲率2设置为变量Z1的值 [~)i<V|qJ  
    3 CV = Z2      ! and CV 3 to Z2, using the artificial-intelligence parser 3nBbPP_  
        CV 3到Z2，使用人工智能解析器 ' U(v  
    PANT           ! initialize the variable list初始化变量列表 5|1&s3/f  
    VLIST RAD 2 3     ! and vary two radii 两个不同的半径 O?@1</r^  
    END {Ny\9r  
         ! end of the variable list 变量列表的结尾 !D%*s,t\'  
    AANT           ! initialize the merit function definition初始化评价函数定义 ?G
l'-tV  
    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 uVqJl{e\  
    GNR .5 1 3 P .75       ! correct a full grid of rays, primary color, 0.75 field point ^ j@Q2>&?  
                                        校正完整的光线网格，原色，0.75视场点 mM~!68lR  
            GNR .5 1 3 P 1       ! same, at full field. 全区域相同  1$idF  
    END           ! end of merit function definition 评价函数定义结束 O#A1)~  
c>K/f7  
    DAMP 10000      ! initial damping (see below) 初始阻尼（见下文） 9Q :IgY?T  
    SNAP 50               ! watch what happens, but not too often, in order to keep it fast tBG :ECUL  
                                                                   观察发生状况，但不要太频繁，以保持高效 fRT:@lV  
    SYNOPSYS 100           ! optimize until it converges  优化到收敛 \E.t=XBn  
    Z3 = MERIT      ! assign the current merit function value to variable Z3 PA3      告诉PA3循环到下一个案例。 (~pcP
GUG  
        ! tell PA3 to cycle to the next case. 告诉PA3循环到下一个案例。

17{]QuqNF  
    SYNOPSYS 100 0 FIX