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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
=oSD)z1c?x  
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?
ie1~QQ  
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。
#VhdYDbW  
{MtJP:8Jp  
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。 JAxzXAsAR  
#66i!}  
zw3I(_d[  
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。 / B!j`UK  
[attachment=93184] Wps^wY  
O]I AIM  
5B~]%_gZr  
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。 Yv1yRoDv  
各部分如下:
4l0>['K&{  
ACON NB PICKUPS Csu9u'.V  
);HhV,$n  
END [Vbd su9  
U9BhtmY  
PANT WReHep  
h8WM4 PK  
END mBL?2~M  
E|-oUz t  
AANT 26}3  
zSA"f_e  
END y /vc\e  
+6:  
(other directives) `j3 OFC{7E  
P*[wB_^&UP  
SYNOPSYS NPASS mdbi@ms@  
1Y"9<ry  
用于多重结构工作 mY=sh{ir  
mCn:{G8+  
k^d^Todq.  
KO`dAB F}  
变量参数定义 F7<u1R x]  
g3Q;]8Y&  
b*tb$F  
e KuF7Oo  
评价函数定义 @8w[Zo~  
VL5VYv=:  
KL!cPnAUu  
8*Fn02 p  
o[RwK  
& E6V'*<93  
开始优化
y5KeUMcu  
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。 V^!^wLLi  
_B^X3EOc  
为了说明以上格式,这里是一个非常简单的优化MACro的例子: kVCWyZh4  
PANT        ;定义变量参数 SXe1Q8;  
VLIST RAD 1 2 3 4 6 ;改变表面1、2、3、4、6的曲率半径 4*o?2P$Q  
VY 1 TH 20 3    ;改变表面1的厚度,上限为20 mm,下限为3 mm db_}][;.c  
VY 2 TH g'w"U9tjO  
VY 3 TH 20 3 ~xDu2 -5  
VY 5 TH W2v'2qAs  
VLIST GLM 1 3   ;改变表面1、3的玻璃模型 [n&ES\o#(  
END _cC!rq U1  
r| ]YS6  
AANT        ;定义像差 zN;P_@U  
AEC                ;自动边缘控制 \Wg_ gA  
ACC                ;自动中心厚度控制 2"shB(:z>  
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 k' Fu&r  
GNR .5 1 3 2 .5     =vQ J2Rg  
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 G,B4=[Y  
GNR .5 1 3 2 1 G9am}qr  
GSR .5 5 2 1 0 Dm}M8`|X  
GSR .5 5 2 3 0 y3j"vKG  
GNR .5 1 2 1 1 $%M]2_W(  
GNR .5 1 2 3 1 ]jiVe_ OS<  
END %{3q=9ii  
~Mar  
SNAP                ; 请求实时更新PAD显示 6r D]6#D  
SYNO 25        ; 请求迭代25次 d+5~^\lV  
-])=\n!=  
1 D.C. Dilworth, Appl. Opt. 17, 3372 (1978) X's<+hK&  
2 D.C. Dilworth "Automatic Lens Optimization: Recent Improvements", SPIE 554, 191, (1985).
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