非序列光學優化的案例
ZEMAX | 如何優化非序列光學系統
本文提出
了一種優化非序列光學系統的方法。
推薦的方法是使用像素插值(Pixel Interpolation)、探測器數據合集(光照時刻數據)和正交下降優化器。
例如，優化一個自由曲面反射鏡，使 LED 的亮度從23 Cd 到大于250 Cd只需幾步。
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簡介
OpticStudio 的優化功能允許用戶通過將系統參數設為變量，在評價函數編輯器中定義性能標準來改進設計。這個過程會對設計產生巨大的影響，所以選擇合適的變量和標準非常重要。序列模式和非序列模式中可用的標準類型有所不同。本文為非序列系統的優化提供了一種建議方式。
例如，通過優化自由曲面反射鏡，最大限度地將 LED 的亮度從23 Cd 提高到大于250 Cd，只需幾分鐘。
阻尼最小二乘法與正交下降法對比
OpticStudio 中有兩種局部優化算法
:阻尼最小二乘法(DLS)和
正交下降法(OD)。DLS 運用數值微分計算，在一個較小的評價函數設計的解空間里確定優化方向。這種梯度方法是為光學系統設計專門開發的，被推薦用于所有成像和經典光學優化問題。然而，在純非序列系統優化中，由于采用像素探測器進行探測，DLS 的優化效果較差。并且評價函數本身是不連續的，這也可能導致梯度搜尋方法失敗。
下面是當評價函數只有一個變量時，對非序列系統的評價函數進行查看。
可以看出，很長一段區間內評價函數根本沒有變化，發生的變化是突然且不連續的。這使得通過梯度搜尋方法進行優化變得困難。
正交下降優化利用變量的正交化和解空間的離散采樣來降低評價函數值。OD 算法不計算評價函數的數值微分。對于評價函數存在原本噪聲的系統而言，例如非序列系統，OD 通常比 DLS 算法要好。
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概要
本文提出 了一種優化非序列光學系統的方法。 推薦的方法是使用像素插值(Pixel Interpolation)、探測器數據合集(光照時刻數據)和正交下降優化器。 例如，優化一個自由曲面反射鏡，使 LED 的亮度從23 Cd 到大于250 Cd只需幾步。
簡介
OpticStudio 的優化功能允許用戶通過將系統參數設為變量，在評價函數編輯器中定義性能標準來改進設計。這個過程會對設計產生巨大的影響，所以選擇合適的變量和標準非常重要。序列模式和非序列模式中可用的標準類型有所不同。本文為非序列系統的優化提供了一種建議方式。
例如，通過優化自由曲面反射鏡，最大限度地將 LED 的亮度從23 Cd 提高到大于250 Cd，只需幾分鐘。
阻尼最小二乘法與正交下降法對比
OpticStudio 中有兩種局部優化算法 :阻尼最小二乘法(DLS) 和 正交下降法(OD) 。DLS 運用數值微分計算，在一個較小的評價函數設計的解空間里確定優化方向。這種梯度方法是為光學系統設計專門開發的，被推薦用于所有成像和經典光學優化問題。然而，在純非序列系統優化中，由于采用像素探測器進行探測，DLS 的優化效果較差。并且評價函數本身是不連續的，這也可能導致梯度搜尋方法失敗。
下面是當評價函數只有一個變量時，對非序列系統的評價函數進行查看 。
可以看出，很長一段區間內評價函數根本沒有變化，發生的變化是突然且不連續的。這使得通過梯度搜尋方法進行優化變得困難。
正交下降優化利用變量的正交化和解空間的離散采樣來降低評價函數值。OD 算法不計算評價函數的數值微分。
展開 如何使用 OpticStudio 非序列優化向導
本文描述了如何使用 OpticStudio 非序列優化向導創建常見的評價函數類型，以及創建用于匹配導入圖像文件的目標能量分布評價函數。
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簡介
在非序列模式下優化光學系統通常比在序列模式下的優化更復雜、更耗時。下期我們將會為大家介紹非序列模式優化系列文章的第二篇-《如何優化非序列光學系統》，這篇文章描述了非序列優化的基礎，其中我們發現所有的非序列評價函數必須在計算性能目標之前清除探測器和光線追跡。這個過程經常是重復且容易出錯的，通常通過 OpticStudio 非序列優化向導自動實現。該向導支持創建常見類型的評價函數，并創建用于匹配導入圖像文件的能量分布的相關評價函數。本文將詳細討論如何使用這兩種功能來輔助優化。
非序列優化向導
許多非序列系統有著共同的性能目標，如光通量均勻性或最大光通量等。非序列優化向導提供了一種快速創建由常用評價目標組成的評價函數的工具。該工具可以在評價函數編輯器中通過
優化
(Optimization) …
優化向導
(Optimization Wizards) …
優化向導
(Optimization Wizard) 設置。
您還可以通過單擊評價函數編輯器中的
優化向導和操作數
(Wizards and Operands) 來訪問優化向導（注意此工具在混合模式下不可用）。下面的窗口中評價功能組件簡潔地被劃分為三類。
優化向導總是將一個 NSDD 操作數添加到評價函數的頂部，該函數將在每次運行開始時清除探測器。無論是否勾選“清除數據設置 (Clear Data Settings)”選項，這在添加任何非序列評價函數時都是必要的。除此之外，“清除數據設置”選項允許用戶在評價函數的任意點清除單個探測器。
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本文描述了如何使用 OpticStudio 非序列優化向導創建常見的評價函數類型，以及創建用于匹配導入圖像文件的目標能量分布評價函數。
簡介
在非序列模式下優化光學系統通常比在序列模式下的優化更復雜、更耗時。下期我們將會為大家介紹非序列模式優化系列文章的第二篇-《如何優化非序列光學系統》，這篇文章描述了非序列優化的基礎，其中我們發現所有的非序列評價函數必須在計算性能目標之前清除探測器和光線追跡。這個過程經常是重復且容易出錯的，通常通過 OpticStudio 非序列優化向導自動實現。該向導支持創建常見類型的評價函數，并創建用于匹配導入圖像文件的能量分布的相關評價函數。本文將詳細討論如何使用這兩種功能來輔助優化。
非序列優化向導
許多非序列系統有著共同的性能目標，如光通量均勻性或最大光通量等。非序列優化向導提供了一種快速創建由常用評價目標組成的評價函數的工具。該工具可以在評價函數編輯器中通過 優化 (Optimization) …優化向導 (Optimization Wizards) …優化向導 (Optimization Wizard) 設置。
您還可以通過單擊評價函數編輯器中的優化向導和操作數 (Wizards and Operands) 來訪問優化向導（注意此工具在混合模式下不可用）。下面的窗口中評價功能組件簡潔地被劃分為三類。
優化向導總是將一個 NSDD 操作數添加到評價函數的頂部，該函數將在每次運行開始時清除探測器。無論是否勾選“清除數據設置 (Clear Data Settings)”選項，這在添加任何非序列評價函數時都是必要的。除此之外，“清除數據設置”選項允許用戶在評價函數的任意點清除單個探測器。通常這種操作是不必要的，除非您確認需要此操作，否則請保持設置的默認值。
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本文描述了如何使用 OpticStudio 非序列優化向導創建常見的評價函數類型，以及創建用于匹配導入圖像文件的目標能量分布評價函數。（聯系我們獲取文章附件）
簡介
在非序列模式下優化光學系統通常比在序列模式下的優化更復雜、更耗時。下期我們將會為大家介紹非序列模式優化系列文章的第二篇-《如何優化非序列光學系統》，這篇文章描述了非序列優化的基礎，其中我們發現所有的非序列評價函數必須在計算性能目標之前清除探測器和光線追跡。這個過程經常是重復且容易出錯的，通常通過 OpticStudio 非序列優化向導自動實現。該向導支持創建常見類型的評價函數，并創建用于匹配導入圖像文件的能量分布的相關評價函數。本文將詳細討論如何使用這兩種功能來輔助優化。
非序列優化向導
許多非序列系統有著共同的性能目標，如光通量均勻性或最大光通量等。非序列優化向導提供了一種快速創建由常用評價目標組成的評價函數的工具。該工具可以在評價函數編輯器中通過 優化 (Optimization) …優化向導 (Optimization Wizards) …優化向導 (Optimization Wizard) 設置。
您還可以通過單擊評價函數編輯器中的優化向導和操作數 (Wizards and Operands) 來訪問優化向導（注意此工具在混合模式下不可用）。下面的窗口中評價功能組件簡潔地被劃分為三類。
優化向導總是將一個 NSDD 操作數添加到評價函數的頂部，該函數將在每次運行開始時清除探測器。無論是否勾選“清除數據設置 (Clear Data Settings)”選項，這在添加任何非序列評價函數時都是必要的。除此之外，“清除數據設置”選項允許用戶在評價函數的任意點清除單個探測器。
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