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1、三种优化方法 zemax的三种优化方法中,局部优化会找到局部的极小值点,全局优化会找到整体的最小值点。 锤形优化适用于先用全局优化找到大概值后,进一步完善光学系统 对于评价函数单调或者局部最小值就是全局最小值的情况,使用局部优化和全局优化的结果是类似的。 局部优化依赖于初始值也就是起点的数值。 2、评价函数 也就是目标函数。 zemax提供了300多操作数来描述和使用评价函数 每个评价函数的操作数有四个参数: 目标、权重、当前值、贡献 操作数的权重直接影响着操作的贡献量,贡献百分比越大,优化时越重要。 系统自带的操作数对于简单的光学系统来说足够了,更复杂的系统需要自定义输入操作数 建立一个简单光路: 此时系统的光路图如图所示: 打开评价函数编辑器: 在优化向导中,我们可以使用系统自带的评价函数,此时只需要描述我们想要的效果,就会自动生成评价函数。比如: 软件提供常用的三种优化目标:波前优化、光斑半径优化、角半径优化 一般使用RMS均方根算法 质心:光束在像面上形成的光斑的中心,不管主光线是否是光束中心。 主光线:经过光学系统孔径光阑的中心的光线。 下面分别介绍集中优化目标: (1)波前优化: 以优化光线的光程差为目标,根据等光程原理,平行光在像空间聚焦在一点时,光程相等。 由于实际光学系统的问题,成像面上出现各类像差,并不汇聚在一点,光程不等 这种优化方式就是尽量调整使得光线到达像平面上像点时光程相等 适用于小像差的光学系统 如下: 执行优化: 此时光线汇聚在一点处: (2)光斑尺寸优化 优化物方市场光束在像面上的光斑最小 优化的模式必须是聚焦 使用广泛 有四种光斑的优化目标: 综合光斑:物点所有光束成像到像面上像点的大小,包含了所有像差的影响 X和Y方向的光斑:适用于有特定光斑要求的系统,或者X、Y轴分别汇聚在不同的位置 类似的XY光扇光斑 (3)角谱半径优化 优化物方视场光束到像空间时边缘光纤和主光线中的角度 这种需要用在无焦模式,也就是最终目的是出射光线平行传播 使用无焦模式时点选图中的无焦像空间即可 |
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