参数优化研究+光线追迹失败校正：SYNOPSYS 光学设计软件

1E8H%2$ V  
在本课中，我们将探索一个功能强大但很少使用的SYNOPSYS功能：它可以进行参数研究，显示两个变量对第三个变量的影响。在这种情况下，我们希望了解镜头优化运行的结果如何取决于初始结构。 在一个理想的设计中，每一个起点都将达到最佳可能的最佳状态，但现实并不如此。 对于任何给定的问题，通常存在许多局部最小值，并且我们可以期望的最好的优化算法应该可靠地到达最接近的算法。 （当然有所谓的全局优化算法，例如DSEARCH，这和局部优化算法不同。在这里，我们将分析从给定初始结构开始到优化评价函数的过程。） 74K)aA  
因此，人们会期望两个几乎完全相同的初始结构将达到相同的局部最小值，即使它不是全局的。 当前算法在此优化上的表现如何？ TU Delft的Florian Bociort博士发现了一些非常有趣的结果。 他做了一个很简单的例子，如下图所示。 4'SaEsA~  
为了使工作变得非常简单，他只在主波长的三个视场点校正了光线，忽略了边缘误差。 然后，他以曲率半径2和曲率半径3的起始值为变量做栅格，并绘制一个图，其中网格上每个像素的颜色编码评价函数的最终值。 他发现有几个局部最小值，即使对于如此简单的问题也不足为奇 - 但完全出乎意料的是，在许多地方，评价函数以非常混乱的方式变化。 因此，附近的起点经常会到达截然不同的终点。 （他在Code-V上做了这个分析。）这是他在 http://homepage.tudelft.nl/q1d90/FBweb/fractals.html 上的文章中的一个图解。

\M5P+Wk'  
    Starting doublet: k(P3LJcYQ  
Q|Pbt(44  
    RLE -(*nSD9  
    ID FLORIAN STARTING DOUBLET EeCFII  
    WA1 .5876000 L=,OZ9aA  
     WT1 1.00000 &Y1`?1;nw  
     APS               1 P,i"&9 8  
     UNITS MM &hayR_F9  
     OBB  0.000000    3.00000   16.66670    0.00000    0.00000    0.00000   16.66670    0 AIR (ZV;$N-t  
       1 CV      0.0146498673770   TH     10.34600000 `=79i$,,t  
       1 N1 1.61800000  tPA:_  
    1    GID 'GLASS           ' v~"Ef_`  
    2    RAD   -174.6512432672814   TH      1.00000000 AIR IX9K.f  
    2    AIR 4O!E|/`wO  
    3    RAD    -80.2251653581521   TH      2.35100000 =7 VCtd/  
       3 N1 1.71700000 nbGoJC:U  
    3    GID 'GLASS           ' :BZMnCfA  
    4    RAD   -111.8857786363961   TH     92.41206276 AIR \c{R <Hh  
       4 AIR B{p4G`$i1  
       4 CV      -0.00893769 *Bs^NU.  
       4 UMC     -0.16667000 EX:{EmaT  
       4 TH      92.41206276 {I{3(M#"  
    4    YMT      0.00000000 #{x5L^v>]  
    5    CV      0.0000000000000   TH      0.00000000 AIR XLm@etf  
       5 AIR
KAed!z9  
     END 9? 2  
    STORE 5 66Gx.tE  
UfR~%p>K  
    And this is the input for the PA3 program): Cxm6TO`-;  
    ON 78           ! use finer grid (118x118 points) 使用更精细的网格（118x118点） )lh8 k{  
    PA3 LOOP COLOR          ! initialize PA3, request color boxes for output初始化PA3，设置输出颜色框 ~:[!Uyp0b  
    RZ1 -.025 .04          ! set the range of variable Z1设置变量Z1的范围 |3;(~a)%  
    RZ2 -.045 .075          ! set the range of Z2设置Z2的范围 R)+t]}  
    RZ3 0 5.5      ! display results over this range of merit function values -`7$Qu2  
        在此评价函数值范围内显示结果 >,"sHm}l%  
    NOSMOOTH               ! there will be steps in the output; do not smooth e.l!3xY2'  
    按步输出; 结果不会很平滑 "Sjr_!u  
    XLAB "2 CV -.025 .04" ! define the label for the X-axis, which is variable Z1 V^n0GJNo  
                             定义X轴的标签，即变量Z1 o.Oq__>$H  
    YLAB "3 CV -.045 .075" ! label for Y-axis, Z2 Y轴，Z2的标签 0|XKd24BN  
    ZLAB "MERIT"          ! label for Z-axis, the final merit function Z轴的标签，最终的评价函数 ~*}$>@f{[X  
    LOOP tPU-1by$  
         ! tell PA3 to loop over the above raster of data告诉PA3循环上面的数据栅格 oG_C?(7>  
    GET 5           ! get the starting lens each time每次都得到初始结构的始镜头 Q[PK`*2)  
    2 CV = Z1      ! set curvature 2 to the value of variable Z1将曲率2设置为变量Z1的值 /L&M,OUcr.  
    3 CV = Z2      ! and CV 3 to Z2, using the artificial-intelligence parser IU#x[P!  
        CV 3到Z2，使用人工智能解析器 ^e%}[q[>|  
    PANT           ! initialize the variable list初始化变量列表 M
vb':/M  
    VLIST RAD 2 3     ! and vary two radii 两个不同的半径 b9Y_!Qe  
    END 8o|P&q(v*  
         ! end of the variable list 变量列表的结尾 ^Kqf~yS%  
    AANT           ! initialize the merit function definition初始化评价函数定义 ]^K;goQv  
    GSR .5 10 3 P 0       ! correct a sagittal fan, three rays, on axis 在轴上修正一个光扇图，三条光光线 y+U83a[L*  
    GNR .5 1 3 P .75       ! correct a full grid of rays, primary color, 0.75 field point t> . Fl-  
                                        校正完整的光线网格，原色，0.75视场点 7,'kpyCj  
            GNR .5 1 3 P 1       ! same, at full field. 全区域相同 exDkq0u]  
    END           ! end of merit function definition 评价函数定义结束 LA4<#KP  
~W03{9(Vp8  
    DAMP 10000      ! initial damping (see below) 初始阻尼（见下文） rk|@B{CA;  
    SNAP 50               ! watch what happens, but not too often, in order to keep it fast WUEHB  
                                                                   观察发生状况，但不要太频繁，以保持高效 rh%m;i<b  
    SYNOPSYS 100           ! optimize until it converges  优化到收敛 ``|AgIg  
    Z3 = MERIT      ! assign the current merit function value to variable Z3 PA3      告诉PA3循环到下一个案例。 pSfYu=#f  
        ! tell PA3 to cycle to the next case. 告诉PA3循环到下一个案例。

4(cJ^]wb^  
    SYNOPSYS 100 0 FIX