PSD優(yōu)化的案例
SYNOPSYS?PSD優(yōu)化
SYNOPSYS?PSD優(yōu)化
概述
PSD算法
區(qū)域優(yōu)化算法
全局優(yōu)化算法
用PSD算法優(yōu)化7個平行平板
設置工作目錄
選擇Dbook工作目錄
參考Donald Dilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomous computational methods and techniques》第7章
PSD算法
pseudo second derivative（PSD)偽二階導數(shù)
是Donald Dilworth先生創(chuàng)作的一種優(yōu)化算法
與阻尼最小二乘法相比計算速度是10倍左右
優(yōu)化后成像質(zhì)量更好
詳情參考Donald Dilworth先生的論文《Automatic Lens Optimization: Recent Improvements》
PSD算法
Donald Dilworth對阻尼最小二乘（DLS）的擴展被稱為偽二階導數(shù)（PSD）方法。
該算法使用連續(xù)導數(shù)矩陣來近似二階導數(shù)矩陣，并使用它來計算每個變量的改進阻尼因子。促進和最佳設計相差甚大的的初始設計的收斂速度大幅提高。
Dilworth 的程序也有一個算法，如果一個初始的 鏡頭的光線發(fā)生了追跡失敗，可以在開始優(yōu)化之前進行自動調(diào)整修正。
PSD算法
PSD III算法的優(yōu)化速度是最快的 如圖中A曲線所示
Synopsys有世界上最 快的優(yōu)化算法
區(qū)域優(yōu)化算法
區(qū)域優(yōu)化算法中，SYNOPSYS 以標準模擬退火算法開始，但將其與 PSD 結(jié)合使其比其他程序中的模擬退火更有效。
Masaki Isshiki 的全局優(yōu)化與逃逸函數(shù)算法也已實現(xiàn)，但目前沒有足夠的經(jīng)驗與其他程序的實現(xiàn)進行比較。
展開 SYNOPSYS?PSD優(yōu)化
概述
PSD算法
區(qū)域優(yōu)化算法
全局優(yōu)化算法
用PSD算法優(yōu)化7個平行平板
設置工作目錄
選擇Dbook工作目錄
參考Donald Dilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomous computational methods and techniques》第7章
PSD算法
pseudo second derivative（PSD)偽二階導數(shù)
是Donald Dilworth先生創(chuàng)作的一種優(yōu)化算法
與阻尼最小二乘法相比計算速度是10倍左右
優(yōu)化后成像質(zhì)量更好
詳情參考Donald Dilworth先生的論文《Automatic Lens Optimization: Recent Improvements》
PSD算法
Donald Dilworth對阻尼最小二乘（DLS）的擴展被稱為偽二階導數(shù)（PSD）方法。
該算法使用連續(xù)導數(shù)矩陣來近似二階導數(shù)矩陣，并使用它來計算每個變量的改進阻尼因子。促進和最佳設計相差甚大的的初始設計的收斂速度大幅提高。
Dilworth 的程序也有一個算法，如果一個初始的 鏡頭的光線發(fā)生了追跡失敗，可以在開始優(yōu)化之前進行自動調(diào)整修正。
PSD算法
PSD III算法的優(yōu)化速度是最快的 如圖中A曲線所示
Synopsys有世界上最 快的優(yōu)化算法
區(qū)域優(yōu)化算法
區(qū)域優(yōu)化算法中，SYNOPSYS 以標準模擬退火算法開始，但將其與 PSD 結(jié)合使其比其他程序中的模擬退火更有效。
Masaki Isshiki 的全局優(yōu)化與逃逸函數(shù)算法也已實現(xiàn)，但目前沒有足夠的經(jīng)驗與其他程序的實現(xiàn)進行比較。
展開 SYNOPSYS? 光學設計軟件
光線追跡失敗
和許多光學設計程序一樣，SYNOPSYS?的局部優(yōu)化 (優(yōu)化尋找評價函數(shù)的局部極小值)是建立在阻尼最小二乘法和PSD優(yōu)化算法基礎上的，但是幾個獨有的加強改進使SYNOPSYS?的PSD優(yōu)化算法的收斂速度大大加快。SYNOPSYS?智能優(yōu)化默認參數(shù)的設置對于絕大多數(shù)的系統(tǒng)非常有效，也可以設置的自己的評價函數(shù)。
從平行平面開始，優(yōu)化一個7片透鏡的鏡頭，只需要2秒鐘。
全局優(yōu)化算法：模擬退火優(yōu)化法是最有效率的全局優(yōu)化算法，對于有大量變量和邊界條件的系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)最佳結(jié)構。
分析、公差和裝配支持
廣泛的分析能力包括： 多診斷式評估選項 (例如:垂軸像差曲線和波像差曲線)、許多基于幾何方法和衍射方法的像質(zhì)評價選項 (例如：點列圖和MTF)、非序列光線追跡、偏振光線追跡，包括雙折射材料的模擬、通用衍射光束傳播、部分相干1D和2D圖像分析、照明分析、熱紅外冷反射分析、成像質(zhì)量仿真。
各種視圖與像差曲線、點列圖
對于專用或者定制的分析需求，SYSNOPSYS?提供人工智能，包括先進的數(shù)學函數(shù)，也可以通過數(shù)據(jù)庫來獲取和操作各種計算數(shù)據(jù)。絕大多數(shù)分析選項的輸入?yún)?shù)都是可定制的，但是您也不會有如何選擇這些參數(shù)的負擔，所有選項都有智能化的默認輸入?yún)?shù)，基于我們對計算算法的軟件知識和工程知識的了解，默認參數(shù)的設置都是對于真實世界的問題的模擬。
展開 VirtualLab Unity應用：定焦投影物鏡
在本案例中，將通過設計一個典型的定焦投影物鏡，演示在 VLU 中的光學設計流程，包括初始系統(tǒng)建立、像質(zhì)分析、評價函數(shù)定義，優(yōu)化以及結(jié)果展示。
案例說明
設計結(jié)果
設計結(jié)果如下，像質(zhì)，系統(tǒng)規(guī)格、額外系統(tǒng)限制以及加工要求均滿足預期設計目標。
優(yōu)化后系統(tǒng)的3D光線追跡視圖
初始系統(tǒng)生成
根據(jù)案例說明，初始系統(tǒng)的前組鏡頭和后組鏡頭應具備以下原則：
評價函數(shù)定義
根據(jù)系統(tǒng)規(guī)格、額外系統(tǒng)限制以及像質(zhì)與加工要求，定義了各種與之對應的評價函數(shù)。
優(yōu)化
通過采用PSD算法進行優(yōu)化后，滿足了像質(zhì)要求 1-2、系統(tǒng)規(guī)格 2-4、額外系統(tǒng)限制1-2以及加工要求 3-4。
通過采用PSD算法進行優(yōu)化后，滿足了像質(zhì)要求 1-2、系統(tǒng)規(guī)格 2-4、額外系統(tǒng)限制1-2以及加工要求 3-4，此外系統(tǒng)規(guī)格1和加工要求1-2在初始系統(tǒng)生成時已滿足。
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SYNOPSYS光學設計軟件---高難度的優(yōu)化挑戰(zhàn)
概述
C18M1.MAC優(yōu)化
優(yōu)化過的鏡頭全視場 MTF
ADT使透鏡變厚
MRG真正玻璃
PGA查看玻璃屬性
XCOLOR檢查波長透過率
設置工作目錄
選擇Dbook工作目錄
參考Donald Dilworth《Lens Design Automatic and quasi-autonomous computational methods and techniques》第18章
第一次優(yōu)化
點擊Open MACro按鈕 ，打開C18M1.MAC , 點擊Open，點擊Run按鈕 ,這種鏡頭非常棒，但有些透鏡太薄了。必須解決 這個問題。
優(yōu)化過的鏡頭全視場 MTF
ADT使透鏡變厚
復制PANT到第一個SYNOPSYS 50命令 ? 點擊New MACro Window按鈕粘貼。 添加命令ADT 6 1 10到AANT部分。 點擊Run按鈕，模擬退火(55, 2, 50)
MRG真正玻璃
MRG,選擇Schott,選擇SORT,MRG意思是Menu, Real Glass。
PGA查看玻璃屬性
PGA ALL，PGA意思是Print Glass Attributes，打印玻璃屬性
帶真正玻璃最后的透鏡
XCOLOR檢查波長透過率
XCOLOR，通過鏡頭傳輸?shù)念伾?光譜的藍色區(qū)域中的吸收 導致透射光束看起來有點 黃色，這可能是個問題。
總結(jié)
在第 7 章中，設計了一個從平面平行表面開始的七 片透鏡鏡頭，展示了PSD III 優(yōu)化算法的速度。
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