[求助]如何更有效的利用软件优化光学系统？觉得自己遇到瓶颈了，该怎么继续呀？求高手指点！ [复制链接]

我学习光学设计有段时间了，第一本认真阅读的书是Intro to lens design（with zemax practical examples）。这本书结合zemax的实例，从单透镜的设计介绍到Petzval Lens。读完之后对像差理论有了基本的了解，初步掌握了书中介绍的优化方法。但是书中对初始结构设计的探讨不够仔细，为此我阅读了国内北理工的光学设计教程学习PW法。但是在求解Cooke Triplet（三片式）就遇到了问题，不知道该怎么解方程。有做光设的就跟我说解方程没有太多意义，现在的初始结构大都从现有的结构中选取。 OUP?p@%]<  
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我现在的疑惑是：（1）是否应该继续学习并掌握PW法呢？（2）符合要求的结构可能有很多种，怎么选取一个最优的初始结构呢？（3）给定一个初始结构进行优化时，不知道该怎么控制像差？尤其当系统的变量很多时，不知道该从何入手。我在用zemax优化时，经常出现优化的结果像质太差，而且有些空气间隔和透镜的边缘厚度也不合理。（4）怎么根据系统提供的像差，MTF，Spot diagram等信息，找到影响系统像质的关键因素？虽然可以分析系统的像差，但是不知道该怎么利用这些信息来寻找最佳的优化方向。（5）当系统优化到局部极小，怎么对结构参数进行人工调整，以期跳出局部极小？ $W;b{H=F  
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因为是自学，不知道该怎么继续下去了？感觉学了这么久还没有入门，纠结啊！论坛里的各位大牛们，我应该怎么办才能继续提高呢？好苦恼啊，请高手们指点迷津啊！谢谢！ W9oAjO NE  
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我是初学者，谈谈感受啊 I?Q+9Rmm`J  
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1）要学pw法，我觉得应该认认真真的自己推到并且用它来尝试设计一些简单的透镜，在这个过程中，不断揣摩各种像差的含义，提高对他们的理解，加深基本功 /HZumV?  
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2）初始结构的选择不是一蹴而就的，也许最开始就不知道选哪种，那就多多尝试啊，不要怕选错了，在不断挑选的过程中来慢慢摸索规律  BGzI  
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3）我觉得不知道怎么控制像差的前提是不知道像差评价的标准是什么，一旦有了标准就很好控制了。至于间隔边厚等等，可以参考国标 mKq"34F  
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4）不知道优化方向就要尝试，比如尝试改动光阑的位置，尝试非球面的位置，尝试更换玻璃。这些不是说一眼能看出来的，除非你是高手。嘴笨的方法就是尝试，找到一个满意的改善像质的方法 Q+i\8RJ  
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5） 跳出局部最小，我认为得大破大立，重新来选择不同的初始结构来设计。或者用全局优化的方法 l2
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以上是我一个初学者的认识，请各位指教

楼主，
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既然已经提到了北理工的光设教程，建议认真多看几遍，用软件核实书中的例子，另外推荐张以谟王之江老师的书作为精读，都是经典。 ;LJ3c7$@lf  
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疑问回答：总的感觉，楼主若在相差理论方面再接再厉下些功夫，80%疑问将迎刃而解。 *Zd84wRSj  
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1）PWC法乃相差理论的具体运用，光设法宝也，可以查一下光行坛高国欣老师的帖子增强学习运用的信心；2）遇到多种初始解时，要根据具体应用选择一个最符合自己情况的，例1就是袁老师在光学设计一书中花了大篇幅用相差理论讲解三片式镜头光焦度分配和透镜间隔的选取，各种方案对比，令人读来津津有味，曾经用matlab重现这些分析，非常佩服前辈造诣；3）了解及深刻了解各种光学系统的相差特性及校正要求，软件优化时的评价函数就是这些要求的数值体现而已，在复杂系统中分析各类相差轻重缓急关系是个难点，根据相差理论一般都能理出头绪来。空气间隔和透镜清查阅书籍手册并合供货商探讨；4）同第三点的答案---深刻了解系统的相差特性（各种相差在点列图的特征，对波相差的影响等）和校正要求，决定校正的策略的方向，必要的数值分析千万不要偷懒。5）光设中永远难点，paper的永远话题，设计评审中挑剔方和被挑剔方永远的双刃剑，Robert Fischer的光学系统设计书中有比价具体的实例，不妨读读。 p SN~DvR  
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和其他工作一样，光设注重知识和经验积累，更注重潜心和毅力。楼主是个有心人，祝成功，多交流。 &~5=K  
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sansummer:我是初学者，谈谈感受啊
1）要学pw法，我觉得应该认认真真的自己推到并且用它来尝试设计一些简单的透镜，在这个过程中，不断揣摩各种像差的含义，提高对他们的理解，加深基本功
2）初始结构的选择不是一蹴而就的，也许最开始就不知道选哪种，那就多多尝试啊，不要怕选错了，在不 .. (2011-12-28 11:51)  <lld*IH  

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谢谢您的回复！PW法我还没有掌握，现在只能求一些简单结构的初始解。虽然对像差有了一定的了解，但是还不能有效的分析透镜形状，光阑位置对其的影响，还是需要加强基本功的学习。
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Lens design with zemax examples一书中也提到对初学者来说，设计就是try and error的一个过程，我有点急躁了，谢谢您的建议！

mang2004:楼主， G:hU{S7  
既然已经提到了北理工的光设教程，建议认真多看几遍，用软件核实书中的例子，另外推荐张以谟王之江老师的书作为精读，都是经典。
疑问回答：总的感觉，楼主若在相差理论方面再接再厉下些功夫，80%疑问将迎刃而解。
....... (2011-12-28 13:31)  3*2I$e!Jt  

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嗯，自己读书的时候还是没能静下心来，有点急于求成了。扎实的理论知识对设计大有裨益，我会继续在像差理论方面充实自己。我自己做lens design中的例子时，对设计的结果没有更深入的分析，我以后会注意的。谢谢您的建议，非常感谢！ %ph"PR/t?  

rcasiodu:谢谢您的回复！PW法我还没有掌握，现在只能求一些简单结构的初始解。虽然对像差有了一定的了解，但是还不能有效的分析透镜形状，光阑位置对其的影响，还是需要加强基本功的学习。 NWb} OXK/  
Lens design with zemax examples一书中也提到对初学者来说，设计就是try and error的一个过程，我 .. (2011-12-28 14:00)  .hc|t-7f

 

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版主说的有道理，回想当时我也做过验证，我用VC++把袁旭沧的书中的PW方法编程验证，实际作出的结果和ZEMAx相差无几，我觉得这真是一个很好的学习的过程。 ^DzL$BX  
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不过再过了这阶段后，我觉得可以不用每次都使用PW方法了，可以以现有的结构来进一步优化。 .uBO  
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因此我认为PW法是一个很好的打基础的作用，也是对像差深入了解的过程。其实我个人觉得PW方法，在这个计算机的时代，可以不用完完全全的依赖她了。比如你看的Introduction to lens design那本书，里面介绍的设计双胶合的方法，简单易懂，结合了计算和电脑优化，很快就能得到一个满意的结果。而当时第一次在大三做课程设计时，用pw法，又是计算，又是选玻璃，也未必就能达到一个非常好的结果。因此来说不同的时代有不同的方法，能够将理论和计算机结合起来，取各自优点，是最好的设计方式 3;y_qwA  
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有不对的请指教

光学设计不是看一下软件怎么用或者看一下pw算法就能解决的。牵涉到很多内容。最好能经过大学光学专业的学习。自学难度很大的。

phoenixzqy:光学设计不是看一下软件怎么用或者看一下pw算法就能解决的。牵涉到很多内容。最好能经过大学光学专业的学习。自学难度很大的。 (2012-01-01 18:52)  T
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惭愧呀。。。本科是学光学专业的，但是没有接触过光学设计，现在想学只能自学喽

rcasiodu:惭愧呀。。。本科是学光学专业的，但是没有接触过光学设计，现在想学只能自学喽 (2012-01-01 19:49)  8.Pcr<  

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楼主太谦虚了，更没必要惭愧！光学设计本是一门学问，认真做好每一步工作，多积累经验，没有什麽高深莫测的。加之现在相关信息资源如此丰富，交流广泛，密笈哪哪都能找到，靠一丁点自认为葵花宝典就指手划脚早过时了。 pHI%jHHJ  
有志者事竟成！多交流。 ')5jllxv  
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mang2004:楼主太谦虚了，更没必要惭愧！光学设计本是一门学问，认真做好每一步工作，多积累经验，没有什麽高深莫测的。加之现在相关信息资源如此丰富，交流广泛，密笈哪哪都能找到，靠一丁点自认为葵花宝典就指手划脚早过时了。 Wb}0-U{S'  
有志者事竟成！多交流。
 (2012-01-01 22:42)  ;4O;74`Zh  

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谢谢斑竹的鼓励！我会坚持一步一个脚印，认真的学习的。谢谢您！