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2023-04-20 08:36 |
无焦望远镜系统的优化
本案例演示了如何优化伽利略望远镜透镜间隔达到光线准直的目的。 k'X"jon h/5V~ :) 模型 9F3aT'3#! ^d>m`*px 模型的定义如表1种所示,由半径、厚度、材料率、半孔径表面组成。选择正透镜第二面到负透镜的第一面距离为变量。 +^J&x>5 表一:伽利略望远镜系统参数 N8T.Ye N 6oWFj eZ0 光源 MNh:NFCRA .D7Gog3^< FS7D 光源我们选择平行光,光线数51*51,半孔径25*25,孔径类型选择为椭圆,并将光源的位置沿着原点向左(-Z)平移5mm。 bz:En'2>F % M_F/ O 优化 &gh>'z;`r 2x gk$E$ 7 1. 首先执行光线追迹(画出光线),可以明显的看到透镜之间的间距不是最佳的光线准直距离。那我们的目标就是使用FRED 优化器来配置合适的透镜间隔(通过改变负透镜的位置) UnDX .W*2 fda2dY; 2. 导航到 Analyses > Directional Spot Diagram,计算的统计信息将输出到输出窗口,它包含 X, Y的最大值(方向余弦)。最大值表明光束在方向余弦空间的包围的方向余弦扩散,在X和Y方向的值近似于0.054133。 5-4 3. 导航到Optimize>Define/Edit, 4{,!'NA a. 变量设定:实体选择负透镜,Type选择:Position/Oriention Parameter,变量范围为58mm-68mm,Index为1, subindex为0,步长为0.1; Yi-,Pb?
b. 评价函数:类型定义为“Encircled direction spread”,权重为1,目标为0。 *"jlsI c. 选择 Single Variable minminzation作为优化方法, 并使用“Negative Lens Z-Position”这个变量,收敛标准为:勾选当所有的变量变化小于0.001时 #m{F*(% 4. 导航到Optimize > Evaluate Once,再此我们可以得到模型的当前状态,并评估优化器中的评价函数值,在输出窗口,我们可以看到该评价函数的值(此例只有一个评价函数)。FRED的评价函数的计算是每个值的平方和,所以输出值为:0.054133*0.054133=0.00283。 [$6YPM>Ee r"|do2s 5. 在此,我们走完了优化配置,开始进行优化,导航到Optimize > Optimize,优化过程中,FRED会在不同阶段输出信息。多少信息显示在报告中由optimization define/edit dialog>Output/Results设置决定。对于本例中的简单系统,会在很短的时间内收敛,(<20个周期),最后获得的间隔为59.6mm左右。 U8aNL
sw 6. 执行光线追迹(画出光线)来确认输出光束的准直性。 RSeav 7. 导航到Analyses > Directional Spot Diagram,如前面的步骤2,来确认包围圆的最大尺寸已经减小了一个数量级(近似于0.0031568433)。 8&hxU@T~ ^Ux.s Q 8. 如果回到Optimize > Define/Edit对话框,并移动到Output/Results键,你会看到FRED已经存储了N个优化结果,你可以右击每行并选择“Apply to Document”选项来配置模型。这个特性对于设定多个不同设定下运行了多个优化,你想要评估每一个特性。 C,O9?t
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