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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
];Z_S`JR  
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?
Dy8Go4  
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。
EzthRe9  
Gzm[4|nO^  
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。 VY![VnHsB  
sY1*Wo lA  
8K1+ttjm  
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。 J/ rQ42d  
[attachment=93184] wePMBL1P*  
(D~mmffY1  
l sUQ7%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。 Dcp,9"yt%  
各部分如下:
Cf%)W:Q9  
ACON NB PICKUPS k"L_0HK  
2f~s$I&l#  
END W;0_@!?mr}  
^(6.P)$  
PANT 7GPBn}{W  
P3N f<  
END r4_ c~\jH  
VT0I1KQx.  
AANT y6G[-?"/Q  
ok[R`99  
END i44KTC"sB  
j[=f;&1  
(other directives) h3JIiwv0!  
}*+ca>K  
SYNOPSYS NPASS 4\-kzGgmo  
6%:'2;xM  
用于多重结构工作 Cu9,oU+N  
."=Bx2  
b},OCVT?  
>r{,$)H0  
变量参数定义 _<5> E  
)|2g#hH5  
iaPY>EP1  
)~!Gs/w6  
评价函数定义 |@Z QoH  
P:CwC"z>sS  
m~X:KwK4  
R=PjLH&)  
BDcl1f T  
!5p 01]7  
开始优化
@dO~0dF  
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。 |n* I}w^  
!f"@pR6  
为了说明以上格式,这里是一个非常简单的优化MACro的例子: h`jtmhoz  
PANT        ;定义变量参数 )8P<ZtEU  
VLIST RAD 1 2 3 4 6 ;改变表面1、2、3、4、6的曲率半径 YMm Fpy  
VY 1 TH 20 3    ;改变表面1的厚度,上限为20 mm,下限为3 mm kbOo;<X9A  
VY 2 TH \t )Zk2  
VY 3 TH 20 3 !o> /gI`  
VY 5 TH qzV:N8+,`  
VLIST GLM 1 3   ;改变表面1、3的玻璃模型 $L;7SY?  
END H%sbf& gi  
]k>S0  
AANT        ;定义像差 m-ZVlj  
AEC                ;自动边缘控制 4xg%OH  
ACC                ;自动中心厚度控制 <51(q_f  
GSR .5 5 3 2 0     ;0.5和5为权重因子,在轴上校正色差2的3条弧失光线 et)A$'Q  
GNR .5 1 3 2 .5     n?:s/6tP  
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 ?$8OVq.w,  
GNR .5 1 3 2 1 =y ^N '1q  
GSR .5 5 2 1 0 o- GHAQ  
GSR .5 5 2 3 0 .}]5y4UQ.  
GNR .5 1 2 1 1 N{oD1%  
GNR .5 1 2 3 1 C3WqUf<8`{  
END "TG}aS  
h.G/HHz  
SNAP                ; 请求实时更新PAD显示 Hz+edM UL  
SYNO 25        ; 请求迭代25次 !a4pKN`qLY  
e|xRK?aVBu  
1 D.C. Dilworth, Appl. Opt. 17, 3372 (1978) 3kQky  
2 D.C. Dilworth "Automatic Lens Optimization: Recent Improvements", SPIE 554, 191, (1985).
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