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optics1210 2019-05-09 13:16

最通用、最强大的非线性系统优化方法之一——PSD优化

摘自User's Manual 10.0节
"?_r?~sJx  
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?
r!DUsE  
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。
3v oas  
/uXEh61$8  
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。 {yPJYF_l  
lIs<&-0  
58T<~u7  
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。 D;~c`G "f  
[attachment=93184] $kc*~V~   
?`jh5Kw%y  
n*7Ytz3#'  
第二种方法通常在MACro编辑器中手动输入优化程序,并以所需的文件名保存优化程序分成几个部分,必须按顺序输入。顺序不重要,但是不能使用与优化无关的命令来中断序列。如果这样做,当您重新输入其他部分时,程序将重新初始化所有的优化设置。 +YS0yTWeX  
各部分如下:
ryk(Am<  
ACON NB PICKUPS 9eA2v{!S  
2m$\]\kCUv  
END kZ8+ev=  
#x) lN  
PANT =D1%-ym  
Z?IwR  
END W$E!}~Ro  
#q[k"x=c  
AANT X- xN<S q  
/hx|KC&:e  
END ]yvHb)X  
j?5s/  
(other directives) +W{ELdup%q  
&W'X3!Te  
SYNOPSYS NPASS BQWe8D  
bV'^0(Zv  
用于多重结构工作 Sdk:-Zuv  
w_O3];  
u0Nag=cU  
r`t|}m  
变量参数定义 vMDX  
_trF/U<  
85QVj] nr  
,-55*Rbi  
评价函数定义 H <gC{:S  
8&gr}r- 5  
@k"Q e&BQ  
;QRnZqSv  
QX1rnVzg0  
{  S]"-x  
开始优化
**].d;~[l  
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[attachment=93185]填充,评价函数定义的AANT文件可以用Ready Made Raysets按钮[attachment=93186]填充。 %fv;C  
mJj [f8  
为了说明以上格式,这里是一个非常简单的优化MACro的例子: =\t%U5  
PANT        ;定义变量参数 |H.i$8_A  
VLIST RAD 1 2 3 4 6 ;改变表面1、2、3、4、6的曲率半径 &}YJ"o[I  
VY 1 TH 20 3    ;改变表面1的厚度,上限为20 mm,下限为3 mm R]s\s[B  
VY 2 TH !9w;2Z]uum  
VY 3 TH 20 3 mX4u#$xs:  
VY 5 TH fR:BF47  
VLIST GLM 1 3   ;改变表面1、3的玻璃模型 o$S/EZ  
END k^x[(gw  
"kYzgi  
AANT        ;定义像差 Q9Y$x{R&  
AEC                ;自动边缘控制 ;q8tOvQ  
ACC                ;自动中心厚度控制 M9 _G  
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 W .B>"u  
GNR .5 1 3 2 .5     `oDs]90  
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 T7wy{;  
GNR .5 1 3 2 1 ?Aewp$Bj  
GSR .5 5 2 1 0 m'L7K K-Y)  
GSR .5 5 2 3 0 xK8n~.T('  
GNR .5 1 2 1 1 1XwW4cZ>:  
GNR .5 1 2 3 1 & o2F4  
END B4/0t:^I  
\[nvdvJv  
SNAP                ; 请求实时更新PAD显示 y<53xZi  
SYNO 25        ; 请求迭代25次 HQpw2bdy  
Qh 3V[br  
1 D.C. Dilworth, Appl. Opt. 17, 3372 (1978) YY&3M  
2 D.C. Dilworth "Automatic Lens Optimization: Recent Improvements", SPIE 554, 191, (1985).
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