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光行天下 -> SYNOPSYS -> SYNOPSYS 光學(xué)設(shè)計軟件課程二十三：參數(shù)優(yōu)化研究+光線追跡失敗校正 [點此返回論壇查看本帖完整版本]

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optics1210

2019-01-24 14:31

SYNOPSYS 光學(xué)設(shè)計軟件課程二十三：參數(shù)優(yōu)化研究+光線追跡失敗校正

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在本課中，我們將探索一個功能強大但很少使用的SYNOPSYS功能：它可以進行參數(shù)研究，顯示兩個變量對第三個變量的影響。在這種情況下，我們希望了解鏡頭優(yōu)化運行的結(jié)果如何取決于初始結(jié)構(gòu)。在一個理想的設(shè)計中，每一個起點都將達到最佳可能的結(jié)果，但現(xiàn)實并不如此。對于任何給定的問題，通常存在許多局部最小值，并且我們期望的最好的優(yōu)化算法應(yīng)該可以得到最好的結(jié)果。 zT"W(3
因此，人們會期望兩個幾乎完全相同的初始結(jié)構(gòu)將達到相同的局部最小值，即使它不是全局的。當(dāng)前算法在此優(yōu)化上的表現(xiàn)如何？ TU Delft的Florian Bociort博士發(fā)現(xiàn)了一些非常有趣的結(jié)果。他做了一個很簡單的例子，如下圖所示。 R7~#7qKQB
為了使工作變得非常簡單，他只在主波長的三個視場點校正了光線，忽略了邊緣誤差。然后，他以曲率半徑2和曲率半徑3的起始值為變量做柵格，并繪制一個圖，其中網(wǎng)格上每個像素的顏色編碼評價函數(shù)的最終值。他發(fā)現(xiàn)有幾個局部最小值，即使對于如此簡單的問題也不足為奇 - 但完全出乎意料的是，在許多地方，評價函數(shù)以非常混亂的方式變化。因此，附近的起點經(jīng)常會到達截然不同的終點。（他在Code-V上做了這個分析。）這是他在http://homepage.tudelft.nl/q1d90/FBweb/fractals.html 上的文章中的一個圖解。

（我們將這張照片放在了一邊，以便它與下面的SYNOPSYS分析一致。）
注意邊界附近的結(jié)果是非常復(fù)雜和混亂的。黑色區(qū)域表示光線失效的起點，因此無法進行分析。
我們認(rèn)為SYNOPSYS中的PSD算法比上面的方法更可靠和穩(wěn)定，因此我們在3參數(shù)評估功能PA3上設(shè)置了運行。這是輸入：
開始雙膠合鏡頭：

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    RLE 8+OcM ;0
    ID FLORIAN STARTING DOUBLET CWS&f g%o{
    WA1 .5876000 ! )PV-[2
     WT1 1.00000 \N"=qw^ t
     APS               1 )6 [d'2
     UNITS MM ~xV|<;
     OBB  0.000000    3.00000   16.66670    0.00000    0.00000    0.00000   16.66670    0 AIR D0a3%LBS/2
       1 CV      0.0146498673770   TH     10.34600000 oBZzMTPe
       1 N1 1.61800000 Z^SF $+UN
    1    GID 'GLASS           ' 23~KzC
    2    RAD   -174.6512432672814   TH      1.00000000 AIR %SlF7$
    2    AIR xRPUGGv
    3    RAD    -80.2251653581521   TH      2.35100000 KJ;NcUq
       3 N1 1.71700000 5t-dvYgU
    3    GID 'GLASS           ' M~t;&po
    4    RAD   -111.8857786363961   TH     92.41206276 AIR