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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
}NB}"%2  
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?
l#n,Fg3  
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。
OrK&RC  
n'emN Ra  
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。 u(G*\<z-  
9?k_y ZV  
q:g2Zc'Y~W  
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。 W6Y@U$P#G  
[attachment=93184] )+fh-Ui  
t%8d-+$  
tor!Dl@Mo  
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。 2PG [7u^  
各部分如下:
/7 Cn(s5o  
ACON NB PICKUPS !^ _ "~  
YID4w7|  
END 4ni3kmvX  
+zs4a96[  
PANT 3)RsLI9  
aCL!]4K84$  
END zen*PeIrA^  
:Lz\yARpk  
AANT I"`M@ %  
M %Qt|@O  
END gmm.{%1_I;  
1m.W<  
(other directives) BGfzslK  
S<J}[I7V  
SYNOPSYS NPASS ,\@O(; mF  
^,]B@ t2  
用于多重结构工作 LlSZr)X  
%!1Q P[}K  
m1*O0Tg]"  
B2O}1.  
变量参数定义 KSrx[q  
|ely|U. Tf  
=J~ x  
`Ry]y"K  
评价函数定义 k]I0o)+O.  
!e?.6% %   
5v6Ei i:  
y.Z?LCd<  
n-@j5w+k4  
o-Ga3i 8  
开始优化
NG6& :4!  
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。 SZXY/~=h  
M^]cM(swK5  
为了说明以上格式,这里是一个非常简单的优化MACro的例子: `F>O;>i''  
PANT        ;定义变量参数 tq|hPd<C  
VLIST RAD 1 2 3 4 6 ;改变表面1、2、3、4、6的曲率半径 7!N2-6GV  
VY 1 TH 20 3    ;改变表面1的厚度,上限为20 mm,下限为3 mm z+>}RT]  
VY 2 TH D~\$~&_]=  
VY 3 TH 20 3 A\.GV1  
VY 5 TH NW&b&o  
VLIST GLM 1 3   ;改变表面1、3的玻璃模型 BGu?<bET  
END icgSe:Ci  
0/oyf]HR  
AANT        ;定义像差 w/K_B:s  
AEC                ;自动边缘控制 j+ LawW-  
ACC                ;自动中心厚度控制 +PuPO9jKO@  
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 "^]cQ"A  
GNR .5 1 3 2 .5     "l*`>5Nn9  
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 'uxX5k/D@t  
GNR .5 1 3 2 1 I'0@viF"Nx  
GSR .5 5 2 1 0 ,kn"> k9  
GSR .5 5 2 3 0 |x-S&-  
GNR .5 1 2 1 1 x a06i#  
GNR .5 1 2 3 1 QhK#Y{xY  
END >#y^;/bb  
5EfS^MRf\n  
SNAP                ; 请求实时更新PAD显示 !dC<4qZ\C  
SYNO 25        ; 请求迭代25次 oTuOw|[  
w&KK3*=""  
1 D.C. Dilworth, Appl. Opt. 17, 3372 (1978) `WH"%V:"Q  
2 D.C. Dilworth "Automatic Lens Optimization: Recent Improvements", SPIE 554, 191, (1985).
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