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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
x~%\y  
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?
waBRQh  
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。
M*v^N]>"G  
M.X}K7Z_/  
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。 pTN%;`) {  
R&gWqt/  
5%'o%`?i  
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。 vu44!c@  
[attachment=93184] KLON;  
OW?uZ<z  
xiEcEz'lk  
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。 nM=2"`@$  
各部分如下:
Oxpo6G  
ACON NB PICKUPS S3nB:$_-;  
ykJ+%gla  
END DZ,<Jmg&e*  
mSy|&(l  
PANT n<=y"*  
r}Ltv?4  
END L(W%~UGN V  
BEFe~* ~  
AANT ,nI_8r"M>  
Tq.MubaO  
END X #&(~1O  
C+DG+_%V*S  
(other directives) bOi};/f  
=CWc`  
SYNOPSYS NPASS (\T8!s{AO  
NJ.rv  
用于多重结构工作 "0!~g/X`rK  
l# }As.o}  
4 `j,&=  
Z3OZPxm  
变量参数定义 E {I)LdAqK  
?f(pQy@V  
z]'|nX  
#( $k 3OA  
评价函数定义 `\Uc4lRS  
vd2uD2%con  
[c,|Lw4  
2,rY\Nu_  
#FrwfJOV  
5cPSv?x^F@  
开始优化
XYz,NpK  
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。 d/"gq}NT  
.CIbpV?T  
为了说明以上格式,这里是一个非常简单的优化MACro的例子: r)) $XM  
PANT        ;定义变量参数 7f.4/x^  
VLIST RAD 1 2 3 4 6 ;改变表面1、2、3、4、6的曲率半径 1EKcD^U,  
VY 1 TH 20 3    ;改变表面1的厚度,上限为20 mm,下限为3 mm >1#DPU(g  
VY 2 TH p ~,a=  
VY 3 TH 20 3 rD:gN%B=  
VY 5 TH j<`I\Pmv  
VLIST GLM 1 3   ;改变表面1、3的玻璃模型 6n2Vx1b  
END GN"M:L ^k`  
2+c>O%L  
AANT        ;定义像差 [Q2S3szbt6  
AEC                ;自动边缘控制 @2x0V]AI  
ACC                ;自动中心厚度控制 T%M1[<"Q  
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 dSA [3V  
GNR .5 1 3 2 .5     pko!{,c  
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 F{a0X0ru~  
GNR .5 1 3 2 1 jhjW* F<u  
GSR .5 5 2 1 0 #u}v7{4  
GSR .5 5 2 3 0 ):|G k Sm  
GNR .5 1 2 1 1 [TiT ff&LV  
GNR .5 1 2 3 1 V0SW 5 m  
END N7RG5?  
~frPV8^DP  
SNAP                ; 请求实时更新PAD显示 g]EQ2g_N1  
SYNO 25        ; 请求迭代25次 UUdu;3E=5  
T U"K#V&u  
1 D.C. Dilworth, Appl. Opt. 17, 3372 (1978) >oM9~7f  
2 D.C. Dilworth "Automatic Lens Optimization: Recent Improvements", SPIE 554, 191, (1985).
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