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SYNOPSYS 光学设计软件课程三: PSD优化算法

我们观察到，现代软件可以比透镜设计专家优化透镜的速度快数倍。本课将展示这一点。

在理论家和“计算者”之间，透镜设计行业一直存在争议。前者根据他们对像差理论的深入了解，努力了解他们的透镜去引导他们的设计。后者利用足够的光学理论去建立他们的目标 - 但随后将实现这些目标的工作转交给计算机。我们认为，对于许多问题的解决结果，数据计算者可以超过理论家。这就是为什么理论家们去极力理解的东西不再重要的原因。

我们在这里提出一个设计方案，从一个非常初始的透镜作为初始结构，其透镜的所有表面都是平面，所有的厚度和空气间隔是相同的，所有的玻璃都在玻璃库上。然后我们展示了一个好的优化算法，如何能够快速的将这个初始设计变成一个良好的设计。

这是我们的优化MACro。

    AWT: 0
    OFF 67
    RLE
    ID START FROM FLAT
    UNI MM
    OBB 0 20 12.7
        1	TH	5	GLM	1.6	50
        2	TH	5	AIR
        3	TH	5	GLM	1.6	50
        4	TH	5	AIR
        5	TH	5	GLM	1.6	50
        6	TH	5	AIR
        7	TH	5	GLM	1.6	50
        8	TH	5	AIR
        9	TH	5	GLM	1.6	50
        10	TH	5	AIR
        11	TH	5	GLM 1.6 50
        12	TH	5	AIR
        13	TH	5	GLM 1.6 50
        14 TH 50 AIR
        15
    APS 1
END

STO 9
PROJ
QUIET
PANT
VY 1 YP1
VLIST RAD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
VLIST TH ALL EXCEPT 14
VLIST GLM ALL
END

AANT
AEC
ACC
M 32 2 A GIHT
GSR AMT 10 5 M 0
GNR AMT 2 3 M .7
GNR AMT 2 3 M 1

END

DAMP 1000
SNAP 50
SYNO 5
SYNO 10
SYNO 100
LOUD
PROJ

RMS M 0 600
Z1 =FILE 1
RMS M .5 600
Z2 =FILE 1
RMS M 1 600
Z3 =FILE 1
=(Z1+Z2+Z3)/3.0

当我们运行这个MACro时，我们大约一秒后就能得到以下透镜：

CW中的输出包含行

    …
    --- = (Z1 + Z2 + Z3)/3.0
    The composite value is	0.00635712

这是MACro结束并使用AI程序计算三个视场点的平均RMS点大小的命令。它的直径超过6微米。

让我们继续进行操作。光线生成指令的第二个参数当前为0。这是每条光线与孔径相关的权重，如果我们将值增加到0.5，则光瞳中心附近的光线将比在边缘的光线有更大的权重。编辑MACro，更改符号AWT的值：

    AWT: 0.5

如果你再次运行它，你会得到一个非常不同的透镜。

结果显示性能更好，光斑大小为0.0073毫米。是一个非常好的透镜，这个练习展现了一个非常有用的方法：当你从平面开始时，PSD算法可以达到任何地方 - 起点或要求的微小变化可以将它们到达不同的路径。此时，我们通常会通过单击顶部工具栏中的按钮来运行模拟退火优化程序。这使性能更好，光斑大小降至6.37微米。