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    [分享]最通用、最强大的非线性系统优化方法之一——PSD优化 [复制链接]

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    离线optics1210
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2019-05-09
    摘自User's Manual 10.0节
    8w:A""  
    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?
    Yb~[XS |p  
    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。
    |#6B<'e'  
    rr@S|k:|  
    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。 Gs2| #*6  
    )o:%Zrk  
    XJs*DK  
    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。 OF4iGFw  
    S#kA$yO  
    xcF:moL  
    #`1@4,iC  
    第二种方法通常在MACro编辑器中手动输入优化程序,并以所需的文件名保存优化程序分成几个部分,必须按顺序输入。顺序不重要,但是不能使用与优化无关的命令来中断序列。如果这样做,当您重新输入其他部分时,程序将重新初始化所有的优化设置。 M[C9P.O%w  
    各部分如下:
    sNet[y:O3  
    ACON NB PICKUPS fO;#;p.  
     <|Pw*L$  
    END kb27$4mm  
    -*Voui  
    PANT zNu>25/)(  
    GkhaB(btk'  
    END vy <(1\  
    YH0=Y mU#X  
    AANT lji&]^1  
    ) r8yt}  
    END W'>"E/Tx#O  
    9K9{$jN~  
    (other directives) EH*Lw c  
    sS 5aJ}Qs  
    SYNOPSYS NPASS cTU%=/gbc<  
    XIgGE)n  
    用于多重结构工作 ;^Q - 1  
    j~|pSu.<  
    P6n9yJ$,cb  
    z qM:'x*  
    变量参数定义 w?r   
    'zEmg}  
    KA=cIm  
    deRnP$u0  
    评价函数定义 $jpAnZR- /  
    J=%(f1X<W  
    lK}W%hzU  
    )_m#|U?Rex  
    x&ngCB@O  
    r )EuH.z  
    开始优化
    E{Tvjh+  
    可以自己手动输入命令行来填充以上各部分,也可以借助交互式对话框来辅助填充,比如变量参数定义的PANT文件可以用MACro编辑器中的Variables按钮填充,评价函数定义的AANT文件可以用Ready Made Raysets按钮填充。 Rxg ^vM*  
    nB; yS<  
    为了说明以上格式,这里是一个非常简单的优化MACro的例子: bJ~@ k,'  
    PANT        ;定义变量参数 _(qU%B  
    VLIST RAD 1 2 3 4 6 ;改变表面1、2、3、4、6的曲率半径 4RLuv?,)~  
    VY 1 TH 20 3    ;改变表面1的厚度,上限为20 mm,下限为3 mm 6X2~30pdE  
    VY 2 TH 8?YWE62  
    VY 3 TH 20 3 a2'si}'3  
    VY 5 TH 8P kw'.r  
    VLIST GLM 1 3   ;改变表面1、3的玻璃模型 ~ AU!Gm.  
    END 6N6}3J5  
    7U@;X~c  
    AANT        ;定义像差 &Z.zem?n  
    AEC                ;自动边缘控制 #@i1jZ  
    ACC                ;自动中心厚度控制 lY.{v]i }  
    GSR .5 5 3 2 0     ;0.5和5为权重因子,在轴上校正色差2的3条弧失光线 CDNh9`  
    GNR .5 1 3 2 .5     5._=m"Pl  
    GNR .5 1 3 2 .7    ;0.5和1为权重因子,在0.7视场校正色差2的3条光线网格 Cwb }$=p'  
    GNR .5 1 3 2 1 55mDLiA  
    GSR .5 5 2 1 0 T6P9Icv?@7  
    GSR .5 5 2 3 0 ^lt;K{  
    GNR .5 1 2 1 1 eJ=K*t|  
    GNR .5 1 2 3 1 62}rZVJq  
    END -W#-m'Lvu  
    q1|! oQ  
    SNAP                ; 请求实时更新PAD显示 uT#MVv~.  
    SYNO 25        ; 请求迭代25次 2[O\"a%  
    J:N4F.o&K  
    1 D.C. Dilworth, Appl. Opt. 17, 3372 (1978) f|U J%}$v;  
    2 D.C. Dilworth "Automatic Lens Optimization: Recent Improvements", SPIE 554, 191, (1985).
    1条评分光币+1
    rachel_optics 光币 +1 优秀文章,支持! 2019-05-13
     
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