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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
u@ MUcW  
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?
MR")  
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。
B49: R >  
9]u=b\fzZ  
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。 ^,W;dM2  
G;RFY!o  
?w^MnK0U)  
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。 R-2NJ0F7  
[attachment=93184] :#_Ne?\a@  
NUSb7<s,&Y  
Ez()W,6]g  
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。 =@e3I)D#?i  
各部分如下:
S10"yhn(-t  
ACON NB PICKUPS z@za9U`6i  
@k+&89@G  
END `!BP.-Zv  
\zCw&#D0Z  
PANT h7 r *5E  
CG[2  
END gc<w nm|  
<8J_[ S  
AANT [P:+n7= ,l  
3@}rO~  
END G4&vrM,f  
ww? AGd  
(other directives) U# +$N3%  
H18.)yHX  
SYNOPSYS NPASS LE@<)}Au^  
0|i3#G_~  
用于多重结构工作 [SKN}:D  
p<Oz"6_/~  
?Yf0h_>  
\iP=V3  
变量参数定义 R$|"eb5  
,1K`w:uhS  
&~Hx!]uc  
j^1Yz}6nR  
评价函数定义 f (Su  
@ajt D-_2  
C0K0c6A (4  
;_~9".'<d  
969Y[XQ  
1 ORA6  
开始优化
BjSd\Ul  
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。 &7J-m4BI  
]&;K:#J  
为了说明以上格式,这里是一个非常简单的优化MACro的例子: F tS"vJ\  
PANT        ;定义变量参数 :pH3M[7  
VLIST RAD 1 2 3 4 6 ;改变表面1、2、3、4、6的曲率半径 '.B5CQ  
VY 1 TH 20 3    ;改变表面1的厚度,上限为20 mm,下限为3 mm L*#W?WMM v  
VY 2 TH Ga]\~31NE  
VY 3 TH 20 3 GBY-WN4sc[  
VY 5 TH M!Ua/g=u  
VLIST GLM 1 3   ;改变表面1、3的玻璃模型 le|Rhs%Z%  
END g\2/Ia+/@  
agGgj>DDd  
AANT        ;定义像差 ;5 p;i 8m  
AEC                ;自动边缘控制 Tlm::S   
ACC                ;自动中心厚度控制 11iV{ h  
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 &cp `? k  
GNR .5 1 3 2 .5     n&%0G2m:  
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 po!bRk[4  
GNR .5 1 3 2 1 @P )2ZGG  
GSR .5 5 2 1 0 h(K}N5`  
GSR .5 5 2 3 0 ;#?G2AAv  
GNR .5 1 2 1 1 r"|UgCc  
GNR .5 1 2 3 1 WYN0,rv1:+  
END ?={S"qK(q  
8-"D.b4  
SNAP                ; 请求实时更新PAD显示 5wa'SexqE  
SYNO 25        ; 请求迭代25次 m:D0O]2  
[G",Yky  
1 D.C. Dilworth, Appl. Opt. 17, 3372 (1978) .% 79(r^  
2 D.C. Dilworth "Automatic Lens Optimization: Recent Improvements", SPIE 554, 191, (1985).
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