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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
CNQ>J`4  
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?
@Pb!:HeJE  
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、物或光瞳坐标、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。可以用灵活的权重从一组自动生成的光线中选择,也可以用您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之中的任何需要的平衡。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。
_ 7X0  
Q)#+S(TG  
PSD优化方法是强大的,因为该算法始终比DLS方法或DLS方法的其他变体算法收敛得更快。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。 _gxI=EYi  
0j@gC0xu)|  
|]y]K%  
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。 ;rC)*=4#  
[attachment=93184] e@|/, W   
~ (I'm[  
hE@s~ ~JYd  
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。优化程序被分成几个部分,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。 )2~Iqzc4  
各部分如下:
R9%Um6  
ACON NB PICKUPS b ;A(6^V  
… {a;my"ly  
END ?VaWOwWI  
PZ06 _  
PANT 1 w*DU9f  
… 4EQ-48h17  
END @ W[LA<  
SkU'JM7<95  
AANT *c9/ I  
… 8$4@U;Vh;  
END 9O1#%  
5'*v-l,[  
(other directives) L Vt{`   
csABfxib  
SYNOPSYS NPASS … IWc?E  
>..C^8 "  
用于多重结构工作 2?J[D7  
jG~zpZh  
)4u6{-|A  
RHe'L36W  
变量参数定义 cG{>[Lf  
ixJ%wnz  
{\u=m>2U|  
9OI&De5?=V  
评价函数定义 yCC.j%@  
C5k\RS9  
l.gt+e  
SY&)?~C  
:s(vn Ie^  
?2LRMh")$  
开始优化
5^:N]Mp"  
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。 ~m@v ~=  
X=_`$ 0  
为了说明以上格式,这里是一个非常简单的优化MACro的例子: (?[^##03MN  
PANT        ;定义变量参数 c:>&iB-Yu  
VLIST RAD 1 2 3 4 6 ;改变表面1、2、3、4、6的曲率半径 {6E&\  
VY 1 TH 20 3    ;改变表面1的厚度,上限为20 mm,下限为3 mm x|3f$ =b  
VY 2 TH "lU%Pm]>  
VY 3 TH 20 3 (rDB|kc^7  
VY 5 TH $;@L PE  
VLIST GLM 1 3   ;改变表面1、3的玻璃模型 >M1m(u84#  
END T8*<  
"j(?fVx  
AANT        ;定义像差 f/!^QL{  
AEC                ;自动边缘控制 ctqXzM `  
ACC                ;自动中心厚度控制 |gl~wG1@  
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 &2i3"9k  
GNR .5 1 3 2 .5     8`edskWrU  
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 y}TiN!M  
GNR .5 1 3 2 1 eYJ6&).F  
GSR .5 5 2 1 0 X}!r4<;(  
GSR .5 5 2 3 0 g(9\r  
GNR .5 1 2 1 1 HkH!B.H]  
GNR .5 1 2 3 1 IO, kGUS  
END qT U(]O1  
lz=DP:/&  
SNAP                ; 请求实时更新PAD显示 A>SXc%K  
SYNO 25        ; 请求迭代25次 =e<;B_ ~.  
/~k)#44  
1 D.C. Dilworth, Appl. Opt. 17, 3372 (1978) b7X-mkF  
2 D.C. Dilworth "Automatic Lens Optimization: Recent Improvements", SPIE 554, 191, (1985).
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