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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
1 EL#T&  
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?
F rd>+   
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。
jI/#NCKE  
.C|dGE?,  
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。 6qR5A+|;  
>zX`qv&>  
UX24*0`\~  
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。 \)M EM=U  
[attachment=93184] `|p8zV  
p}]K0F!  
QC Jf   
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。 X?7s  
各部分如下:
@HQqHO&N  
ACON NB PICKUPS eWOZC(I*z  
Ug#EAV<m  
END @Zzg^1Ilpu  
9}T(m(WQVu  
PANT ]|QA`5=$  
3[UaK`/1C  
END 1VA%xOURh  
jO.c>C[?  
AANT V~7Oa2'#B  
7V%b!R}  
END +WE<S)z<  
NQx>u  
(other directives) Dc9Fb^]QOG  
QfV:&b`  
SYNOPSYS NPASS iw^"?:'%  
i4<n#]1!t  
用于多重结构工作 kS62]v]  
=>*9"k%m  
ts &sr  
!DBaC%TGC  
变量参数定义 o4H'  
g$U7bCHG  
v*&WqVg  
_N"c,P0  
评价函数定义 V^kl_!@  
YR"IPyj  
W]5sqtF;6  
mr+8[0  
vv1W<X0e<  
& &:ZY4`  
开始优化
,-V7~gM%}  
可以自己手动输入命令行来填充以上各部分,也可以借助交互式对话框来辅助填充,比如变量参数定义的PANT文件可以用MACro编辑器中的Variables按钮[attachment=93185]填充,评价函数定义的AANT文件可以用Ready Made Raysets按钮[attachment=93186]填充。 pnGDM)H7  
]#\/1!W  
为了说明以上格式,这里是一个非常简单的优化MACro的例子: D26A%[^O  
PANT        ;定义变量参数 /t04}+,e ^  
VLIST RAD 1 2 3 4 6 ;改变表面1、2、3、4、6的曲率半径 ,-)ww:  
VY 1 TH 20 3    ;改变表面1的厚度,上限为20 mm,下限为3 mm "|GX%> /  
VY 2 TH Bg}(Sy  
VY 3 TH 20 3 tC&jzN"  
VY 5 TH ogJ>`0 +J  
VLIST GLM 1 3   ;改变表面1、3的玻璃模型 ;m}o$`  
END X?S LYm@v  
+ooQ-Gh  
AANT        ;定义像差 }-PV%MNud  
AEC                ;自动边缘控制 q;<Q-jr&O  
ACC                ;自动中心厚度控制 &Ui&2 EW  
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 H8$";T(I  
GNR .5 1 3 2 .5     zf A"xD  
GNR .5 1 3 2 .7    ;0.5和1为权重因子,在0.7视场校正色差2的3条光线网格 nE"0?VNW$  
GNR .5 1 3 2 1 +\66; 7]s  
GSR .5 5 2 1 0 vb2aj!8_?  
GSR .5 5 2 3 0 ~c'R7E&Bfa  
GNR .5 1 2 1 1 C44*qiG.  
GNR .5 1 2 3 1 EK}QjY[i  
END <Q?_],ip  
Iq(;?_  
SNAP                ; 请求实时更新PAD显示 N4wMAT:h  
SYNO 25        ; 请求迭代25次 2"B3Q:0he|  
Ts 3(,Y  
1 D.C. Dilworth, Appl. Opt. 17, 3372 (1978) -P$E)5?^  
2 D.C. Dilworth "Automatic Lens Optimization: Recent Improvements", SPIE 554, 191, (1985).
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