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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
-(lCM/h  
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?
4de:hE   
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。
ku5vaP(  
c0v6*O)  
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。 gLK_b;:  
8)ykXx/f@  
+A-z>T(  
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。 1W'0h$5^"  
[attachment=93184] %PlA9@:IZ  
_J X>#h  
 \RS ,Y  
第二种方法通常在MACro编辑器中手动输入优化程序,并以所需的文件名保存优化程序分成几个部分,必须按顺序输入。顺序不重要,但是不能使用与优化无关的命令来中断序列。如果这样做,当您重新输入其他部分时,程序将重新初始化所有的优化设置。 s4[PwD  
各部分如下:
_$P1N^}Zs  
ACON NB PICKUPS s# V>+mU  
*TgD{>s  
END }0}=-g&  
Dnp><%  
PANT a7}O.NDf  
\A 5Na-/9  
END )Ah7  
WRp0.  
AANT )?{jD  
d]K$0HY  
END kfgkZ"9  
9/JB n  
(other directives) QTospHf`  
uK=)65]  
SYNOPSYS NPASS $'n?V=4  
>0JC u^9  
用于多重结构工作 X?.tj Z,  
aen0XiB6~^  
l\WN  
`>& K=C?  
变量参数定义 2j&0U!DX  
v Q51-.g  
o]DYS,v  
ldnKV&N  
评价函数定义 bT MgE Y  
*)L~1;7j>  
8RT<?I^5  
$ZkT G  
'fYF1gR4  
<+Gf!0i  
开始优化
P9)L1l<3I  
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。 `R*SHy! _  
-TS5g1  
为了说明以上格式,这里是一个非常简单的优化MACro的例子: &Qmb?{S0  
PANT        ;定义变量参数 XXA.wPD-  
VLIST RAD 1 2 3 4 6 ;改变表面1、2、3、4、6的曲率半径 4BZ7R,m#.  
VY 1 TH 20 3    ;改变表面1的厚度,上限为20 mm,下限为3 mm [)?yH3  
VY 2 TH 2B"tT"f  
VY 3 TH 20 3  Vqr]Ui  
VY 5 TH #nq_R  
VLIST GLM 1 3   ;改变表面1、3的玻璃模型 B,] AfH  
END W5/|.}  
(}rBnD  
AANT        ;定义像差 f!F5d1N  
AEC                ;自动边缘控制 6mqp`x`  
ACC                ;自动中心厚度控制 ECk3Da  
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 Z7I\\M  
GNR .5 1 3 2 .5     n#sK31;yb  
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 =7[}:haB{  
GNR .5 1 3 2 1 J:@yG1VIp  
GSR .5 5 2 1 0 (+SL1O P  
GSR .5 5 2 3 0 BO2s(8  
GNR .5 1 2 1 1 = |E8z u%  
GNR .5 1 2 3 1 PZVH=dagq  
END <{j;']V;  
N'CW Sf.e  
SNAP                ; 请求实时更新PAD显示 o]WcODJdl  
SYNO 25        ; 请求迭代25次 %Fx ^"  
h]vEXWpG]  
1 D.C. Dilworth, Appl. Opt. 17, 3372 (1978) w3#0kl  
2 D.C. Dilworth "Automatic Lens Optimization: Recent Improvements", SPIE 554, 191, (1985).
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