光學(xué)優(yōu)化的案例
基于計(jì)算機(jī)輔助的光學(xué)薄膜優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
基于計(jì)算機(jī)輔助的光學(xué)薄膜優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
金揚(yáng)利，馬勉軍，陳壽，王濟(jì)洲，蘭州物理研究所
摘要：概述了光學(xué)薄膜優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展和原理，介紹了當(dāng)前光學(xué)薄膜優(yōu)化設(shè)計(jì)中集中常用方法，預(yù)測了優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的趨勢。
關(guān)鍵詞：光學(xué)薄膜，優(yōu)化設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助
論文簡介
1.引言：光學(xué)薄膜作為一門學(xué)科，已經(jīng)走上百年的路程。如今，光學(xué)薄膜在光學(xué)、激光、航天等領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。隨著新的精密光學(xué)儀器的不斷涌現(xiàn)，對鍍膜光學(xué)元件的光譜性能要求也越來越高，常規(guī)解析法設(shè)計(jì)的光學(xué)薄膜膜系結(jié)構(gòu)已不能完全滿足使用要求。
計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展為數(shù)值方法應(yīng)用于光學(xué)薄膜設(shè)計(jì)提供了便利，如今，基于計(jì)算機(jī)輔助的光學(xué) 薄膜優(yōu)化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為一種廣泛應(yīng)用的膜系設(shè)計(jì)方法。
2.光學(xué)薄膜優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展
3.光學(xué)薄膜優(yōu)化設(shè)計(jì)的原理和評價(jià)函數(shù)
3.1光學(xué)薄膜優(yōu)化設(shè)計(jì)的原理
3.2評價(jià)函數(shù)
4 幾種常用的光學(xué)薄膜優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
4.1 單純形法
4.2 模擬退火法
4.3 針形法
4.4 遺傳算法
4.5優(yōu)化方法的改進(jìn)
5 總結(jié)和發(fā)展趨勢
基于計(jì)算機(jī)輔助的光學(xué)薄膜優(yōu)化設(shè)計(jì)方法.pdf
展開 ZEMAX | 如何優(yōu)化非序列光學(xué)系統(tǒng)
本文提出
了一種優(yōu)化非序列光學(xué)系統(tǒng)的方法。
推薦的方法是使用像素插值(Pixel Interpolation)、探測器數(shù)據(jù)合集(光照時(shí)刻數(shù)據(jù))和正交下降優(yōu)化器。
例如，優(yōu)化一個(gè)自由曲面反射鏡，使 LED 的亮度從23 Cd 到大于250 Cd只需幾步。
(聯(lián)系我們獲取文章附件)
簡介
OpticStudio 的優(yōu)化功能允許用戶通過將系統(tǒng)參數(shù)設(shè)為變量，在評價(jià)函數(shù)編輯器中定義性能標(biāo)準(zhǔn)來改進(jìn)設(shè)計(jì)。這個(gè)過程會(huì)對設(shè)計(jì)產(chǎn)生巨大的影響，所以選擇合適的變量和標(biāo)準(zhǔn)非常重要。序列模式和非序列模式中可用的標(biāo)準(zhǔn)類型有所不同。本文為非序列系統(tǒng)的優(yōu)化提供了一種建議方式。
例如，通過優(yōu)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(yōu)化算法
:阻尼最小二乘法(DLS)和
正交下降法(OD)。DLS 運(yùn)用數(shù)值微分計(jì)算，在一個(gè)較小的評價(jià)函數(shù)設(shè)計(jì)的解空間里確定優(yōu)化方向。這種梯度方法是為光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)專門開發(fā)的，被推薦用于所有成像和經(jīng)典光學(xué)優(yōu)化問題。然而，在純非序列系統(tǒng)優(yōu)化中，由于采用像素探測器進(jìn)行探測，DLS 的優(yōu)化效果較差。并且評價(jià)函數(shù)本身是不連續(xù)的，這也可能導(dǎo)致梯度搜尋方法失敗。
下面是當(dāng)評價(jià)函數(shù)只有一個(gè)變量時(shí)，對非序列系統(tǒng)的評價(jià)函數(shù)進(jìn)行查看。
可以看出，很長一段區(qū)間內(nèi)評價(jià)函數(shù)根本沒有變化，發(fā)生的變化是突然且不連續(xù)的。這使得通過梯度搜尋方法進(jìn)行優(yōu)化變得困難。
正交下降優(yōu)化利用變量的正交化和解空間的離散采樣來降低評價(jià)函數(shù)值。OD 算法不計(jì)算評價(jià)函數(shù)的數(shù)值微分。對于評價(jià)函數(shù)存在原本噪聲的系統(tǒng)而言，例如非序列系統(tǒng)，OD 通常比 DLS 算法要好。
展開 機(jī)載光學(xué)傳感器優(yōu)化設(shè)計(jì)
機(jī)載光學(xué)傳感器優(yōu)化設(shè)計(jì)
近期，我們對一種機(jī)載光學(xué)傳感器進(jìn)行了優(yōu)化，該傳感器通常內(nèi)置于遙感數(shù)據(jù)設(shè)備上（比如直升機(jī)）。這種光學(xué)傳感器的鏡坯由玻璃陶瓷制成，具有極低的熱膨脹和動(dòng)態(tài)變形特性，在工作條件下，要求其幾何形狀變化及位移必須維持在極小的限度以內(nèi)。因此，操作過程中的最小變形和低重量是該產(chǎn)品設(shè)計(jì)的兩個(gè)主導(dǎo)因素。
機(jī)載光學(xué)傳感器的自動(dòng)優(yōu)化流程
本次研究目的是由CAESES提供一個(gè)全參數(shù)化的鏡坯幾何模型，通過兩個(gè)軟件包之間的耦合連接，實(shí)現(xiàn)模型能夠在ANSYS Workbench中分析及優(yōu)化。安裝應(yīng)用程序CAESES ACT便可使CAESES參數(shù)化模型在Workbench中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變化，之后連接模態(tài)或靜態(tài)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行分析。其優(yōu)化結(jié)果表明，這樣的自動(dòng)化流程有利于得到理想鏡坯方案。
下圖為基礎(chǔ)方案與優(yōu)化方案的結(jié)果對比。
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本次研究內(nèi)容在CADFEM ANSYS 2017會(huì)議中能夠找到，全文下載鏈接 “ CAESES參數(shù)化建模工具在ANSYS Workbench上的應(yīng)用-ZLC.doc ” ，文章對工作進(jìn)行了更詳細(xì)的總結(jié)。
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概要
本文提出 了一種優(yōu)化非序列光學(xué)系統(tǒng)的方法。 推薦的方法是使用像素插值(Pixel Interpolation)、探測器數(shù)據(jù)合集(光照時(shí)刻數(shù)據(jù))和正交下降優(yōu)化器。 例如，優(yōu)化一個(gè)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(yōu)化功能允許用戶通過將系統(tǒng)參數(shù)設(shè)為變量，在評價(jià)函數(shù)編輯器中定義性能標(biāo)準(zhǔn)來改進(jìn)設(shè)計(jì)。這個(gè)過程會(huì)對設(shè)計(jì)產(chǎn)生巨大的影響，所以選擇合適的變量和標(biāo)準(zhǔn)非常重要。序列模式和非序列模式中可用的標(biāo)準(zhǔn)類型有所不同。本文為非序列系統(tǒng)的優(yōu)化提供了一種建議方式。
例如，通過優(yōu)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(yōu)化算法 :阻尼最小二乘法(DLS) 和 正交下降法(OD) 。DLS 運(yùn)用數(shù)值微分計(jì)算，在一個(gè)較小的評價(jià)函數(shù)設(shè)計(jì)的解空間里確定優(yōu)化方向。這種梯度方法是為光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)專門開發(fā)的，被推薦用于所有成像和經(jīng)典光學(xué)優(yōu)化問題。然而，在純非序列系統(tǒng)優(yōu)化中，由于采用像素探測器進(jìn)行探測，DLS 的優(yōu)化效果較差。并且評價(jià)函數(shù)本身是不連續(xù)的，這也可能導(dǎo)致梯度搜尋方法失敗。
下面是當(dāng)評價(jià)函數(shù)只有一個(gè)變量時(shí)，對非序列系統(tǒng)的評價(jià)函數(shù)進(jìn)行查看 。
可以看出，很長一段區(qū)間內(nèi)評價(jià)函數(shù)根本沒有變化，發(fā)生的變化是突然且不連續(xù)的。這使得通過梯度搜尋方法進(jìn)行優(yōu)化變得困難。
正交下降優(yōu)化利用變量的正交化和解空間的離散采樣來降低評價(jià)函數(shù)值。OD 算法不計(jì)算評價(jià)函數(shù)的數(shù)值微分。
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speos caa光學(xué)仿真分析軟件網(wǎng)點(diǎn)優(yōu)化案例分享
其VE人眼視覺模塊獨(dú)步天下，計(jì)算速度奇快無比，操作便利，CAA版本外掛catia軟件，可利用catia的強(qiáng)大參數(shù)化設(shè)計(jì)或catia宏語言優(yōu)化光學(xué)設(shè)計(jì)，獨(dú)立版的speos類似ASAP，不過還是比ASAP容易上手。大家一般認(rèn)為其網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)與仿真比lighttools等光學(xué)軟件功能差很多，實(shí)際上speos caa的網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)也很強(qiáng)大，不過操作稍顯復(fù)雜些，需要在catia里面編程控制復(fù)雜的網(wǎng)點(diǎn)生成，新版本的speos caa無需編程，網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)增強(qiáng)很多，而且里面的OSD模塊可以輕易設(shè)計(jì)出大家討論的鱗甲、導(dǎo)光管、各種各樣的車燈花紋等，唯一遺憾的是CAA版本不能能結(jié)合gtools的強(qiáng)大網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)能力。
本人比較喜歡speos這個(gè)軟件，最近研究了一下speos caa的網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)，有一些心得和感觸，獨(dú)立版的speos可以導(dǎo)入gtools網(wǎng)點(diǎn)我就不再贅述了。這里是一個(gè)具體的簡單網(wǎng)點(diǎn)設(shè)計(jì)過程，歡迎大家交流分享！具體的說明請看圖片里面的解釋！
展開 離軸反射式光學(xué)系統(tǒng)面型選擇及其優(yōu)化 | SYNOPSYS 光學(xué)設(shè)計(jì)軟件課程第67課
<p>根據(jù)現(xiàn)代<span style="color: var(--weui-LINK);">光電信息技術(shù)</span>對信息發(fā)送、接收、轉(zhuǎn)換、傳遞與存儲(chǔ)功能的特殊需求，光學(xué)面形可由不規(guī)則、復(fù)雜非對稱的自由曲面隨意組合而成。光學(xué)中的自由曲面是指無法用球面或非球面系數(shù)來表示的曲面，主要是指任意非傳統(tǒng)、非對稱的曲面，以及微結(jié)構(gòu)數(shù)組和參數(shù)向量表示的任何形狀的曲面。</p><p> </p><p>采用先進(jìn)的數(shù)控超精密制造技術(shù)可直接加工出自自由曲面光學(xué)鏡面，能達(dá)到亞微米量級面形精度與納米量級的表面粗糙度。</p><p> </p><p>自由曲面廣泛的應(yīng)用在以下領(lǐng)域：投影鏡頭、衍射光學(xué)器件、頭盔式顯示器、車燈反射面、LED 照明系統(tǒng)、汽車 HUD 抬頭顯示、離軸系統(tǒng)等等。</p><p> </p><p>本文將在課程六十六中的自由曲面初始結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上展示使用 SYNOPSYS 軟件進(jìn)行離軸反射式光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及優(yōu)化過程。</p><p> </p><p>首先這里展示選取特殊面型作為反射鏡的方式：以上次課程中的優(yōu)化宏為例： </p><p><br></p><p><strong><img src="https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/sITFjEClTzAvwIeLdeYia5plHMVOx6TxbUN8icZIR2icFxuMnlMKNsyYTqvp0H21oDXJNEGbDavsqIZ14Aa09PbHA/640?
展開 光學(xué)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化思路
眾所周知，光學(xué)設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)是最重要的，一個(gè)合適的結(jié)構(gòu)，往往很容易優(yōu)化出結(jié)果，一個(gè)不好的結(jié)構(gòu)，就算加再多像差操作數(shù)，也只會(huì)越跑越糟。
如果確定一個(gè)結(jié)構(gòu)是否正確，這個(gè)篇幅太長，后續(xù)會(huì)整理成視頻。
本文主要講述在得到一個(gè)合適的初始結(jié)構(gòu)的情況下，如何正確地優(yōu)化出我們想要的結(jié)果。
相信不少人聽到過，先優(yōu)化曲率半徑，然后優(yōu)化正透鏡厚度和大的空氣間隔，然后優(yōu)化負(fù)透鏡的厚度，這個(gè)按部就班的方法，有利有弊。好處在于這個(gè)方法不容易把結(jié)構(gòu)跑壞，這對于初學(xué)者來說可能是個(gè)辦法。但是不好的地方在于，對于初學(xué)者，你會(huì)很難知道這個(gè)結(jié)構(gòu)中最重要的那一片或那幾片玻璃是什么，導(dǎo)致的結(jié)果就是雖然偶爾碰碰運(yùn)氣優(yōu)化出了比較好的解，但是始終得不到進(jìn)步。光學(xué)設(shè)計(jì)中，要想優(yōu)化得到進(jìn)步，一定要一眼能夠看出各個(gè)鏡片在一個(gè)結(jié)構(gòu)中起到什么作用，貢獻(xiàn)什么像差，沒有這片鏡片會(huì)有哪些壞處，這個(gè)鏡片該厚還是該薄，到底是用兩個(gè)雙膠合還是用一個(gè)三膠合。
光學(xué)設(shè)計(jì)中的優(yōu)化，始終記住一個(gè)點(diǎn)，操作數(shù)越少越好。一個(gè)正確的結(jié)構(gòu)，是不需要那么多操作數(shù)的，操作數(shù)其實(shí)就代表了約束，約束太多，難免會(huì)起沖突，就像做手機(jī)鏡頭的時(shí)候，你把空氣邊緣控制得太死，那么永遠(yuǎn)無法優(yōu)化出一個(gè)好的結(jié)果。而一個(gè)錯(cuò)誤的結(jié)果，就算加一百個(gè)像差操作數(shù)，那像差也下不去。
所以要想理明白優(yōu)化思路，一定要去選擇一個(gè)合適的結(jié)構(gòu)。就比如說有這樣一個(gè)指標(biāo)：
光圈F2，焦距35mm，半視場20°，畸變＜1%。
那么這個(gè)最合適的結(jié)構(gòu)，或許就是雙高斯了。看到這么低的畸變，首要想到對稱結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)其他的參數(shù)來判斷對稱結(jié)構(gòu)是否可行。如果優(yōu)化過程中發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)不對，那不要猶豫，馬上換。
展開 定焦投影物鏡設(shè)計(jì)以及優(yōu)化 | SYNOPSYS 光學(xué)設(shè)計(jì)軟件第68課
本文將展示使用 SYNOPSYS 軟件進(jìn)行離軸反射式光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。
Ansys Zemax | 大功率激光系統(tǒng)的 STOP 分析1：如何使用 OpticStudio 優(yōu)化光學(xué)設(shè)置
然后，我們執(zhí)行全局優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)具有合理光斑尺寸的系統(tǒng)。從 RMS 與視場分析中，我們看到系統(tǒng)的性能現(xiàn)在達(dá)到衍射極限。這只是 OpticStudio 全局搜索算法所發(fā)現(xiàn)的眾多可能的設(shè)計(jì)備選方案之一。
準(zhǔn)備進(jìn)一步分析
現(xiàn)在對最終優(yōu)化的系統(tǒng)稍作調(diào)整，為接下來的設(shè)計(jì)和分析做準(zhǔn)備。我們將只在軸上情況下使用該系統(tǒng)，所以除了 0 度之外的所有視場都被刪除了。在鏡頭前 40mm 處添加一個(gè) X 傾斜角為 -90 度的反射鏡，并設(shè)置為系統(tǒng)光闌。將入瞳直徑減小到 18mm，并為所有光學(xué)元件分配 12.7mm 的固定半直徑（直徑25.4mm）。
打開 表面 #4 的 “表面屬性……繪圖（Surface Properties…Draw）” 選項(xiàng)卡，將 “厚度” 設(shè)置為 2.65mm。此設(shè)置不僅會(huì)影響序列模式下布局窗口中的繪圖，還會(huì)在將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為非序列模式時(shí)定義反射鏡的厚度。
如果不考慮鏡頭中的溫度變化，系統(tǒng)的聚焦在一定焦深范圍內(nèi)是穩(wěn)定的。這可以從 RMS 與聚焦的分析中看出，如下圖所示：
序列設(shè)計(jì)現(xiàn)在已經(jīng)完成。您可以在文章附件中找到此文件 “Lens-3P_D25.4_2022.zar”，以供您參考。
結(jié)論
我們已經(jīng)設(shè)置了我們的序列模式光學(xué)系統(tǒng)，并優(yōu)化了其光學(xué)性能。下一步是準(zhǔn)備我們的系統(tǒng)，以導(dǎo)出到 CAD 軟件中進(jìn)行機(jī)械封裝設(shè)計(jì)。
展開 iSIGHT多學(xué)科優(yōu)化應(yīng)用: NASA太空望遠(yuǎn)鏡(NGST)熱、結(jié)構(gòu)、光學(xué)多學(xué)科優(yōu)化
典型的多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)問題：
光學(xué)：CODE V® optical software
結(jié)構(gòu)：MSC/NASTRAN® structural analyzer
熱： SINDA/FLUINT and Thermal Desktop thermal design system.
optiOpt-ICES2002b_SINDA.pdf
VirtualLab Fusion：高斯激光光束重塑成Donut模式
光束整形傳輸
? 光束整形的透過率函數(shù)可以由幾何光學(xué)方法來計(jì)算。
? 透過率函數(shù)作為波動(dòng)光學(xué)優(yōu)化的起點(diǎn)。
? 若在透過率函數(shù)中心添加一個(gè)渦旋相位，將增加donut模式的焦點(diǎn)深度和對比度。
6. 生成相位渦旋
? 相位渦旋可以通過Functions→Single Phase Dislocation菜單選項(xiàng)生成。
? 將相位渦旋的孔徑直徑與透過率函數(shù)的直徑一致。
? 光束整形器透過率函數(shù)的采樣參數(shù)可以在設(shè)計(jì)文檔的“Specification”頁面找到。
? 透過率函數(shù)的直徑由采樣點(diǎn)數(shù)量乘以采樣距離生成。
相位渦旋必須在中心。
相位渦旋的采樣點(diǎn)的距離必須等于光束整形器透過率函數(shù)的采樣距離（參見設(shè)計(jì)文檔）。
5. 波動(dòng)光學(xué)優(yōu)化的傳輸
? 幾何光束整形器透過率函數(shù)與渦旋相位透相乘之后得到修改后的透過率函數(shù)。
? 相位渦旋將在激光光束上“鉆”一個(gè)洞。
7.設(shè)置透過率函數(shù)
? 使用“Set”按鈕來修改后的透過率函數(shù)設(shè)置為初始透過率函數(shù)。
? 這個(gè)透過率函數(shù)將用于進(jìn)一步波動(dòng)光學(xué)優(yōu)化。
8.由IFTA進(jìn)行優(yōu)化
? 將透過率函數(shù)類型轉(zhuǎn)換為“Quantized Phase-Only”。
? 輸入相位級次
? 選擇迭代傅里葉變換算法（IFTA）來優(yōu)化。
? 禁用生成一個(gè)初始透過率函數(shù)并調(diào)整迭代步數(shù)。
? 可以通過單擊“Configure”按鈕禁用優(yōu)化函數(shù)的日志記錄。
9.光路圖
? 在光路圖中設(shè)置優(yōu)化后的光束整形器透過率函數(shù)來分析系統(tǒng)。
展開 
光學(xué)仿真 | 優(yōu)化汽車內(nèi)部照明體驗(yàn)
本文原刊登于Ansys Blog：《Optimizing the Interior Automotive Lighting Experience》
作者：Gwenael Moysan | Ansys應(yīng)用工程經(jīng)理
編輯整理：劉洋 | Ansys應(yīng)用工程師
當(dāng)我們談?wù)?em>優(yōu)化人類感知的內(nèi)部照明時(shí)，我們實(shí)際上指的是兩個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域：安全性和駕駛員體驗(yàn)。如果內(nèi)部照明可以提供盡可能最佳的體驗(yàn)，駕駛員則能夠更好地應(yīng)對頗具挑戰(zhàn)性或意外的駕駛狀況，并且減輕疲勞感。除了功能優(yōu)勢外，內(nèi)部照明可以使汽車變得更具時(shí)尚、現(xiàn)代感，讓人心情愉悅，或者也可以使汽車酷炫感十足。如今，照明在汽車造型中發(fā)揮著重要作用。
內(nèi)部照明包括衛(wèi)星導(dǎo)航/GPS，車頂燈，存儲(chǔ)、閱讀和環(huán)境照明，例如光導(dǎo)或光管。上述每一種照明類型都會(huì)影響駕駛員的舒適性和安全性。工程師需要平衡光學(xué)要求（例如均勻性）以及與性能和成本相關(guān)的其它重要規(guī)范。得益于多物理場仿真，工程師可以考慮復(fù)雜的人性化設(shè)計(jì)，同時(shí)滿足核心工程設(shè)計(jì)約束條件。
環(huán)境照明的設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
在為汽車設(shè)計(jì)尋找盡可能最佳的照明配置和材料選擇時(shí)，工程師面臨著諸多光學(xué)挑戰(zhàn)。
展開 VirtualLab運(yùn)用：高斯激光光束重塑成Donut模式
光束整形傳輸
?光束整形的透過率函數(shù)可以由幾何光學(xué)方法來計(jì)算。
?透過率函數(shù)作為波動(dòng)光學(xué)優(yōu)化的起點(diǎn)。
?若在透過率函數(shù)中心添加一個(gè)渦旋相位，將增加donut模式的焦點(diǎn)深度和對比度。
6. 生成相位渦旋
?相位渦旋可以通過Functions→Single Phase Dislocation菜單選項(xiàng)生成。
?將相位渦旋的孔徑直徑與透過率函數(shù)的直徑一致。
?光束整形器透過率函數(shù)的采樣參數(shù)可以在設(shè)計(jì)文檔的“Specification”頁面找到。
?透過率函數(shù)的直徑由采樣點(diǎn)數(shù)量乘以采樣距離生成。
相位渦旋必須在中心。
相位渦旋的采樣點(diǎn)的距離必須等于光束整形器透過率函數(shù)的采樣距離（參見設(shè)計(jì)文檔）。
5. 波動(dòng)光學(xué)優(yōu)化的傳輸
?幾何光束整形器透過率函數(shù)與渦旋相位透相乘之后得到修改后的透過率函數(shù)。
?相位渦旋將在激光光束上“鉆”一個(gè)洞。
7.設(shè)置透過率函數(shù)
?使用“Set”按鈕來修改后的透過率函數(shù)設(shè)置為初始透過率函數(shù)。
?這個(gè)透過率函數(shù)將用于進(jìn)一步波動(dòng)光學(xué)優(yōu)化。
8.由IFTA進(jìn)行優(yōu)化
?將透過率函數(shù)類型轉(zhuǎn)換為“Quantized Phase-Only”。
?輸入相位級次
?選擇迭代傅里葉變換算法（IFTA）來優(yōu)化。
?禁用生成一個(gè)初始透過率函數(shù)并調(diào)整迭代步數(shù)。
?可以通過單擊“Configure”按鈕禁用優(yōu)化函數(shù)的日志記錄。
展開 VirtualLab運(yùn)用：高斯激光光束重塑成Donut模式
光束整形傳輸
?光束整形的透過率函數(shù)可以由幾何光學(xué)方法來計(jì)算。
?透過率函數(shù)作為波動(dòng)光學(xué)優(yōu)化的起點(diǎn)。
?若在透過率函數(shù)中心添加一個(gè)渦旋相位，將增加donut模式的焦點(diǎn)深度和對比度。
6. 生成相位渦旋
?相位渦旋可以通過Functions→Single Phase Dislocation菜單選項(xiàng)生成。
?將相位渦旋的孔徑直徑與透過率函數(shù)的直徑一致。
?光束整形器透過率函數(shù)的采樣參數(shù)可以在設(shè)計(jì)文檔的“Specification”頁面找到。
?透過率函數(shù)的直徑由采樣點(diǎn)數(shù)量乘以采樣距離生成。
相位渦旋必須在中心。
相位渦旋的采樣點(diǎn)的距離必須等于光束整形器透過率函數(shù)的采樣距離（參見設(shè)計(jì)文檔）。
5. 波動(dòng)光學(xué)優(yōu)化的傳輸
?幾何光束整形器透過率函數(shù)與渦旋相位透相乘之后得到修改后的透過率函數(shù)。
?相位渦旋將在激光光束上“鉆”一個(gè)洞。
7.設(shè)置透過率函數(shù)
?使用“Set”按鈕來修改后的透過率函數(shù)設(shè)置為初始透過率函數(shù)。
?這個(gè)透過率函數(shù)將用于進(jìn)一步波動(dòng)光學(xué)優(yōu)化。
8.由IFTA進(jìn)行優(yōu)化
?將透過率函數(shù)類型轉(zhuǎn)換為“Quantized Phase-Only”。
?輸入相位級次
?選擇迭代傅里葉變換算法（IFTA）來優(yōu)化。
?禁用生成一個(gè)初始透過率函數(shù)并調(diào)整迭代步數(shù)。
?可以通過單擊“Configure”按鈕禁用優(yōu)化函數(shù)的日志記錄。
展開 SYNOPSYS光學(xué)設(shè)計(jì)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(shè)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(diǎn)擊Open MACro按鈕 ，打開C18M1.MAC , 點(diǎn)擊Open，點(diǎn)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(gè)問題。
優(yōu)化過的鏡頭全視場 MTF
ADT使透鏡變厚
復(fù)制PANT到第一個(gè)SYNOPSYS 50命令 ? 點(diǎn)擊New MACro Window按鈕粘貼。 添加命令A(yù)DT 6 1 10到AANT部分。 點(diǎn)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(lán)色區(qū)域中的吸收 導(dǎo)致透射光束看起來有點(diǎn) 黃色，這可能是個(gè)問題。
總結(jié)
在第 7 章中，設(shè)計(jì)了一個(gè)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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