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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@k&1*&  
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?
c1!h;(&  
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。
APy&~`  
>a@-OJ.yOk  
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。 y \V!OY@  
*G2p;n=2  
iv:[]o  
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。 ^%*%=LJm  
[attachment=93184] OG/R6k.  
[ 7Q|vu  
,Q2`N{f  
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。 #.#T+B+9  
各部分如下:
"J3@Z,qW  
ACON NB PICKUPS f*LDrAf9  
1i^!A&  
END k G4v>  
45q-x_  
PANT i|y8n7c  
" :@5|4qK  
END ~UEft  
o-yZ$+V  
AANT Yfs60f  
rAM{<  
END C`%cPl  
O#sDZ.EL  
(other directives) 1#gveHm]-G  
ofC=S$wX  
SYNOPSYS NPASS 4'RyD<K\  
XFUlV;ek  
用于多重结构工作 6X$]d^)h{  
]O,;t>  
`07xW*K(\Y  
2g$PEwXe  
变量参数定义 }4Ef31X8q  
>TK:&V  
eG55[V<!  
IlJ!jq  
评价函数定义 _a|-_p  
}1kT0*'L  
4^/MDM@  
KzZ|{ !C  
pN|BtrN{  
2K[Y|.u8>q  
开始优化
mwU|Hh)N]  
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。 I.As{0cc  
(1Q G]1q  
为了说明以上格式,这里是一个非常简单的优化MACro的例子: F6^Xi"R[  
PANT        ;定义变量参数 *m)+|v}  
VLIST RAD 1 2 3 4 6 ;改变表面1、2、3、4、6的曲率半径 >|Yr14?7  
VY 1 TH 20 3    ;改变表面1的厚度,上限为20 mm,下限为3 mm di $\\ Ah  
VY 2 TH 4}-{sS}MP  
VY 3 TH 20 3 mu`:@7+Yp  
VY 5 TH %{"v^4  
VLIST GLM 1 3   ;改变表面1、3的玻璃模型 Lmh4ezrdH  
END noI>Fw<V  
K X0{dizZ  
AANT        ;定义像差 /<zBjvr%%  
AEC                ;自动边缘控制 re}_+sv U  
ACC                ;自动中心厚度控制 < KB V  
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 [ {@0/5i  
GNR .5 1 3 2 .5     f)'m pp^  
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 vT1StOx<V  
GNR .5 1 3 2 1 ^UJB%l  
GSR .5 5 2 1 0  Q6qIx=c4  
GSR .5 5 2 3 0 <?8 aM7W7  
GNR .5 1 2 1 1 76 ] X  
GNR .5 1 2 3 1 41^=z[k  
END "2m (*+  
<A~a|A-QFR  
SNAP                ; 请求实时更新PAD显示 c2E*A+V#u  
SYNO 25        ; 请求迭代25次 Po B-:G6  
Xg4i H5!E  
1 D.C. Dilworth, Appl. Opt. 17, 3372 (1978) xa"8"8  
2 D.C. Dilworth "Automatic Lens Optimization: Recent Improvements", SPIE 554, 191, (1985).
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