SYNOPSYS 光学设计软件课程二十三：参数优化研究+光线追迹失败校正

v|!u]!JM  
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结果，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，并且我们期望的最好的优化算法应该可以得到最好的结果。 s$%t*T2J>  
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。 / .wO<l=  
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。

=`MxgK +  
    RLE JfOBZQ  
    ID FLORIAN STARTING DOUBLET QN4{xf:}S  
    WA1 .5876000 y?6J%~\WP  
     WT1 1.00000 [
Rj_p&'  
     APS               1 `w&A;fR!H  
     UNITS MM HbOLf  
     OBB  0.000000    3.00000   16.66670    0.00000    0.00000    0.00000   16.66670    0 AIR 2XX-  
       1 CV      0.0146498673770   TH     10.34600000 k.."_4  
       1 N1 1.61800000 #mIgk'kW<  
    1    GID 'GLASS           ' c-GS:'J{  
    2    RAD   -174.6512432672814   TH      1.00000000 AIR Abw=x4d(i  
    2    AIR l|kGp~  
    3    RAD    -80.2251653581521   TH      2.35100000 8+* 1s7{  
       3 N1 1.71700000 8O[br@h:5  
    3    GID 'GLASS           ' ?l><?i  
    4    RAD   -111.8857786363961   TH     92.41206276 AIR !W\za0p  
       4 AIR )r0XQa]@$  
       4 CV      -0.00893769 Ub,5~I+`  
       4 UMC     -0.16667000 lXT+OJF  
       4 TH      92.41206276 HXeX!  
    4    YMT      0.00000000 &GfDo4$  
    5    CV      0.0000000000000   TH      0.00000000 AIR ^P!(*k#T  
       5 AIR .](~dVp%~  
     END &Z3u(Eb  
    STORE 5 Z|#G+$"QV  
wsKOafrV  
    And this is the input for the PA3 program): +=Y[RCXT  
    ON 78           ! use finer grid (118x118 points) 使用更精细的网格（118x118点） o?{-K-'B$  
    PA3 LOOP COLOR          ! initialize PA3, request color boxes for output初始化PA3，设置输出颜色框 67tB8X  
    RZ1 -.025 .04          ! set the range of variable Z1设置变量Z1的范围 M?S&@\}c  
    RZ2 -.045 .075          ! set the range of Z2设置Z2的范围 ]lqe,>  
    RZ3 0 5.5      ! display results over this range of merit function values ixvF`S9  
        在此评价函数值范围内显示结果 gLss2i.r  
    NOSMOOTH               ! there will be steps in the output; do not smooth ;hV-*;>  
    按步输出; 结果不会很平滑 0Yk$f1g  
    XLAB "2 CV -.025 .04" ! define the label for the X-axis, which is variable Z1 Nx;Oz  
                             定义X轴的标签，即变量Z1 {3* Ne /  
    YLAB "3 CV -.045 .075" ! label for Y-axis, Z2 Y轴，Z2的标签 , 3&DA  
    ZLAB "MERIT"          ! label for Z-axis, the final merit function Z轴的标签，最终的评价函数 cU|tG!Ij?  
    LOOP oypF0?!m  
         ! tell PA3 to loop over the above raster of data告诉PA3循环上面的数据栅格 1F'x$~ZI  
    GET 5           ! get the starting lens each time每次都得到初始结构的始镜头 T;M4NGmvd  
    2 CV = Z1      ! set curvature 2 to the value of variable Z1将曲率2设置为变量Z1的值 Z[G[.\0  
    3 CV = Z2      ! and CV 3 to Z2, using the artificial-intelligence parser g=na3^PL6  
        CV 3到Z2，使用人工智能解析器 D[ v2#2  
    PANT           ! initialize the variable list初始化变量列表 Yq-Vwh/  
    VLIST RAD 2 3     ! and vary two radii 两个不同的半径 B9: i.rQ  
    END 0{'m":D9  
         ! end of the variable list 变量列表的结尾 pwg\b  
    AANT           ! initialize the merit function definition初始化评价函数定义 Vr7L9%/wg  
    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 xFScj0Y  
    GNR .5 1 3 P .75       ! correct a full grid of rays, primary color, 0.75 field point Aa`R40yl  
                                        校正完整的光线网格，原色，0.75视场点 wBlo2WY  
            GNR .5 1 3 P 1       ! same, at full field. 全区域相同 rqWD#FB=z  
    END           ! end of merit function definition 评价函数定义结束 j,79G^/YG  
pf`vH`r  
    DAMP 10000      ! initial damping (see below) 初始阻尼（见下文） M nnVk=  
    SNAP 50               ! watch what happens, but not too often, in order to keep it fast c6Z"6-}$  
                                                                   观察发生状况，但不要太频繁，以保持高效 2{xf{)hO?  
    SYNOPSYS 100           ! optimize until it converges  优化到收敛 $/kZKoF{f  
    Z3 = MERIT      ! assign the current merit function value to variable Z3 PA3      告诉PA3循环到下一个案例。 #|QA_5  
        ! tell PA3 to cycle to the next case. 告诉PA3循环到下一个案例。

V4ybrUWK  
    SYNOPSYS 100 0 FIX