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optics1210 2019-05-09 13:16

最通用、最强大的非线性系统优化方法之一——PSD优化

摘自User's Manual 10.0节
,7d/KJ^7  
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?
C>|.0:[%  
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。
A:m+v{*`4  
Y"lEMY  
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。 'vNju1sfk  
]W;6gmV  
#LR4%}mg  
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。 u\ _yjv#  
[attachment=93184] NF0_D1Goi  
>ZJ]yhbhK  
Hs)Cf)8u  
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。 wG49|!l6T  
各部分如下:
*H!BThft4  
ACON NB PICKUPS Q/g!h}>(.  
wQG?)aaM  
END x=cucZ  
Z"VP<-  
PANT W{-g?)Tou  
KO "/  
END fG1iq<~  
x*H#?.E  
AANT G4'Ia$  
|Y K,&  
END 5, $6mU#=  
~B|m"qY{i  
(other directives) p q`uB  
Gko"iO#  
SYNOPSYS NPASS l:'#pZ4T  
^2- <XD)  
用于多重结构工作 36Lkcda[  
q;,lv3I  
lWYp  
%rrA]\C'  
变量参数定义 'S3<' X  
LWCFCkx%  
:EOai%i  
S L 5k^|  
评价函数定义 Zp)=l Td  
%>$<s<y  
Dnd; N/9  
f|,Kh1{e  
@ZU$W9g  
JwbZ`Z*w  
开始优化
jMn,N9Mf  
可以自己手动输入命令行来填充以上各部分,也可以借助交互式对话框来辅助填充,比如变量参数定义的PANT文件可以用MACro编辑器中的Variables按钮[attachment=93185]填充,评价函数定义的AANT文件可以用Ready Made Raysets按钮[attachment=93186]填充。 SAdT#0J  
k&ooV4#f6  
为了说明以上格式,这里是一个非常简单的优化MACro的例子: @$jV"Y  
PANT        ;定义变量参数 >$'z4TC\T  
VLIST RAD 1 2 3 4 6 ;改变表面1、2、3、4、6的曲率半径 41<~_+-@  
VY 1 TH 20 3    ;改变表面1的厚度,上限为20 mm,下限为3 mm "jAd.x?X7e  
VY 2 TH p XXf5adl<  
VY 3 TH 20 3 U5kKT.M  
VY 5 TH *|S6iSn9R!  
VLIST GLM 1 3   ;改变表面1、3的玻璃模型 0{b} 1D  
END U,P>P+\@  
{V/>5pz4e  
AANT        ;定义像差 SO6)FiPy!n  
AEC                ;自动边缘控制 3aq'JVq   
ACC                ;自动中心厚度控制 6C&&="uww  
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 CFh9@Nx  
GNR .5 1 3 2 .5     b;b,t0wS  
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 J- S.m(  
GNR .5 1 3 2 1 1<G+KC[F  
GSR .5 5 2 1 0 o{y}c->  
GSR .5 5 2 3 0 gl+d0<R zw  
GNR .5 1 2 1 1 y2I7Zd .  
GNR .5 1 2 3 1 K#+?oFo:  
END r>fGj\#R =  
$ztsbV}  
SNAP                ; 请求实时更新PAD显示 E<\$3G-do  
SYNO 25        ; 请求迭代25次 esJ7#Gxt  
wNHn.  
1 D.C. Dilworth, Appl. Opt. 17, 3372 (1978) *U^Y@""a  
2 D.C. Dilworth "Automatic Lens Optimization: Recent Improvements", SPIE 554, 191, (1985).
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