使用不同优化程序来改善透镜设计
参考Donald Dilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomous computational methods and techniques》书中第九章
Uouq>N 初始结构透镜为C9L1，其扩展名为.RLE。选择保存路径为C:\Synopsys\Dbook\。 nvH|Ngg Q
在CW窗口键入：SYNOPSYS AI>FETCH C9L1,并点击“Enter”键。然后点击PAD按钮得到二维图，如图1所示： s i?HkJv5
Q;wB{vr$ 图1 初始透镜结构（改善前）
!+KhFC&Py 从图1得出初始镜头结构的光程差为0.10000个波长。
$H;+}VQ 在CW窗口键入：MMF,选择“Multicolor”选项，然后点击“Execute”，得到MTF分布图，如图2所示。
8&."uEOOU 图2 初始镜头结构（改善前）的MTF
H; y}-=J+ 初始透镜使用的是WAP 3(广角光瞳WAP 3选项调节每个视场角上YMP1值和XMP1值来控制光瞳尺寸和形状)，现在对系统进行调整。 Ia7D F '
代码如下： Gkmsaf>
CHG ！改变透镜 kc Y,vl
WAP 1 ！定义广角光瞳，保持入射光束半径为YMP1对于所有视场角恒定，测量垂直于主光线。 CL1 ;Inzl
19 UMC -0.14286 ！求出在表面19的曲率，并给出相对于光轴的近轴轴向边缘光线角U的规定值。角U的 @ae>b
正切值为1/(2*FNUM)=0.14286,这里的F数为3.5，减号表示光线角度为负。 wDw<KU1UK
CFREE ！移除光阑处的孔径 t N2 W8d
END ！必须以END结束，与CHG呼应 (3W&A M
|[LE9Lq/
优化程序代码如下： 8 [R1A
PANT ！参数输入 Q.ukY @L.'
VLIST RAD ALL ！改变所有表面半径；RAD变量不用于平面； C{&)(#*L
VLIST TH ALL EXCEPT 1 LB2 ！除表面1和表面20外，改变剩余表面的厚度TH；LB2是指倒数第二个表面 ~-<:+9m
VLIST GLM 3 5 7 9 12 14 16 18 ！改变表面3,5,7,9,12,14,16,18的玻璃模型，GLM变量用于被定义的表面 75AslL?t
END ！必须以END结束，与PANT呼应 P7r4ePtLk{
AANT ！
像差输入；
Rsn^eR6^ AEC ！自动控制玻璃元件和空气间隙的边缘羽化，防止边缘厚度太薄.默认值为1mm厚度,权重为1；即应使边缘厚度不小于1mm；
" @)lH ACC ！自动控制玻璃元件的中心厚度，防止中心厚度太厚，默认值为1英寸，权重为1； 即应使透镜中心厚度小于25.4mm；
zo44^=~% 6#|qg*OS M 89.6 1 A TOTL ！控制透镜总长,89.6-目标值，1-权重，A-添加，TOTL-总长
mPG7Zy$z \O? u* M 0 50 A GIHT ！控制全视场畸变，等于高斯像高(GIHT)减去全视场的主光线高度(Y坐标)；0-目标值，
ANb"oX c S P YA 1 50-权重，A-添加，GIHT-高斯像高，S-减去，P- 主波长，YA-Y坐标，1-全视场
]/44Ygz/ zt?H~0$LB M 0 50 A GIHT ！控制0.8视场畸变，等于高斯像高(GIHT)乘以常数0.8，然后减去0.8视场的主光线高度；
?0z)E PQ| MUL CONST 0.8
(Fqa][0 S P YA .8
X+at%L= r0Z+ RB^I M 0 50 A GIHT ！控制半视场畸变，等于高斯像高(GIHT)除以常数2，然后减去0.5视场的主光线高度；
jb 3.W DIV CONST 2
i6 L S P YA .5
`xIh\q TvM24Orct M 0 20 A P HH .7 ！控制0.7视场远心，即0.7视场的主光线与光轴平行；0-目标值，20-权重，A-添加，P-主波长，HH-光线经表面折射后，在Y-Z平面内的光线投影的正切；0.7-视场值；
M 0 20 A P HH 1 ！控制全视场远心
@yKZRwg rKp1%S1
GSO 0 0.1 5 M 0 !校正0视场弧矢面中产生的光线网格OPD像差;0-孔径权重占比，0.1-权重，5-光线数， M-多色，0-视场
]1}h 8 / GNO 0 0.05 4 M .7 !校正0.7视场光线网格OPD像差；
@d)LRw.I GNO 0 0.05 4 M 1 !校正全视场光线网格OPD像差；
"k r,x3
= END !必须以END结束，与AANT呼应
-l JYr/MSL -|[~sj-p SNAP !每迭代一次PAD更新一次；SNAP是SNAPSHOT的简写，用来设置PAD更新频率；
ETm] o
SYNO 30 !迭代次数为30次；SYNO是SYNOPSYS的简写；
5~[N/Gl :H\&2/j 优化完成以后，然后进行
模拟退火(55,2,50)优化。点击图标
打开对话框进行退火设置，如下图：
_:%U_U [attachment=98330]
Qi:j)uDW 数字55表示起始温度；数字20表示冷却速率；数字50表示优化次数；Quiet表示开启安静模式，避免在命令窗口上将有大量数据滚动。
Snx< ]| 透镜明显被改善，如图3所示：
u>|"28y 
QkE,T0,/?h 图3 运行优化，模拟退火后的透镜
S.hC$0vrj 接下来，运行自动删除元件功能AED，将AED一行指令添加到PANT 指令之前，如下：
UE;Bb*< 1|/'"9v AED 3 Q 3 18 ！自动寻找表面3与表面18之间的元件删除，使元件移除后对评价函数的影响最小；第一个参数3表示将优化结果保存在透镜库3中；Q-安静模式；3-表面3；18-表面18；
然后重新优化。结果表明透镜的表面14可被移除。
0[9I0YBJ 移除元件后，再删除CHG文件，注释掉AED行。并将优化代码中的变量VLIST GLM 3 5 7 9 12 14 16 18改成VLIST GLM ALL（因为透镜表面都已经重新编号了，使用VLIST GLM ALL，可以改变所有已经是玻璃模型的元件。）进行优化，并进行模拟退火优化，最终结果如图4所示：
[TEcg^ 图4 在优化程序中用AED移除元件，并使用模拟退火优化
AED功能每运行一次，就会自动删除一个元件。
M')bHB(~v 接下来，运行自动插入元件功能AEI，将AED一行指令改变成AEI指令，如下：
~bGnq,
.$ AEI 3 3 17 0 0 0 20 1 ！自动在表面3和表面17之间寻找最佳元件位置并插入元件；3-将优化结果保存在透镜库3中；3-透镜表面3；17-表面17；0-FLAG标志；0-起始半径；0-起始厚度；20-温度；1-冷却；
Mciq-c) 然后重新优化。结果表明在透镜的表面16插入了一个元件。接着注释掉AEI行，重新优化，然后退火。最终结果如图5所示：
s|gp 
9FNwp L'C 图5 使用AEI插入新元件后，然后优化，退火得到的透镜
AEI功能每运行一次，就会自动插入一个元件。
