Zemax-光学系统设计经验（1）---优化函数的使用

hoops · *发表于* 2008-5-29 01:18:01

Zemax-光学系统设计经验（1）---优化函数的使用
本人从事光学设计，参加过zemax的高级培训，在这里分享我的初浅经验，欢迎指正。
使用Zemax设计光学系统，基本上就是根据设计要求，给出初始设计，然后优化系统。初始设计需要对光学有系统的学习，需要长期的经验，不同的领域有不同的要求，初始设计会大不相同，zemax不会给你太多的帮助。Zemax的精髓是能计算出光路图，然后使用operand(优化函数)优化各项光学参数。
1. default merit function，当属最有用的优化函数，配合EFFL（有效焦距）使用，基本可以设计大部分光学系统。可以使用RMS spot radius and rms wavefront error。另外设置好变量。Zemax会自动生成优化系数(weight). 函数行的量取决于波长数，场(field)数，也决定了计算的快慢。
2. 自己设计优化函数。第一步，需要知道你的优化目标：焦距，abberation，耦合效率。设置好constraints.
设计的constraints:
Lens size, cost; edge and center thickeness; minimum number of lens; simple design; cheap
举例来讲，耦合效率。有两个最有用的函数：FICL, POPD. 前者快，后者慢，但后者对大多数系统要准确一些。读一下manual，你会知道你要设置什么参数。优化目标是1，weight 是1. 要知道在哪个surface上，还有在什么wavelength, field, 最重要的是什么优化数据，可以是耦合效率，也可以是beam size。如果都要考虑，可以设置新的POPD函数，设置好优化系数(weight). Zemax.com有例子，改一下merit function就可以了。
http://www.zemax.com/kb/articles ... e-Fibers/Page1.html
有些有用的优化函数：
加减乘除：SUMM, DIFF, PROD,DIVI
镜头数据：MXCG, MNCG, CTGT, MNCT,
变量的设置也很有讲究，越多越靠近理想目标，但是降低速度和提高坏设计的几率.
几点经验：
1. 尽可能 use solve instead of 变量
2. 尽可能 use default merit function
3. 理解constraints
4. 理解和使用symmetry
5. 去掉无用的变量.
6. 知道怎么去改变设计。
7. 经常使用：hammer 优化
8. 多参考以前的设计，尤其是专利和镜头数据库。

Booq · *发表于* 2008-5-30 14:40:38

学习学习，多谢分享。

liuyouqiang · *发表于* 2008-5-30 20:54:30

感谢的话就不说太多了，大家多顶一下，别让好帖子下沉，顶起来………………

liuyouqiang · *发表于* 2008-5-31 11:18:13

多谢无偿传授经验，再赞一个！！！！！！！！！！！！

liuyouqiang · *发表于* 2008-6-1 10:29:33

这么好的东西，不顶起来可惜了……我带头再顶一个，楼主再接再厉啊

小灵通 · *发表于* 2008-6-14 22:40:55

定...............................................................................
楼主加油呀

wangxinbit · *发表于* 2008-12-24 20:31:28

谢谢分享
请问 Zemax-光学系统设计经验（1）---优化函数的使用还有继续吗？

hsl2000 · *发表于* 2008-12-29 12:01:29

谢谢，好好学习学习。希望还有更多

候鸟 · *发表于* 2008-12-30 12:16:41

我觉得关健还是系统的初始结构。
一个良好的初始结构，很容易通过ZEMAX优化得到理想的结果。当你反复优化都无法取得好的效果时，你就要考虑改变优化的开始点了，因为优化过程中的评价函数是一个局部极值而已，它的这个局部范围就是由优化开始时的初始条件决定的。而当变更结构时，要能分析出当前系统中是哪些象差起主要作用，是否可以通过增加或减少元件来平衡它们，这些都需要使用者有扎实的理论基础。