PSD算法
pseudo second derivative(PSD)伪二阶导数
是Donald Dilworth先生创作的一种优化算法
与阻尼最小二乘法相比计算速度是10倍左右
优化后成像质量更好
详情参考Donald Dilworth先生的论文《Automatic Lens Optimization: Recent Improvements》
PSD算法
Donald Dilworth对阻尼最小二乘(DLS)的扩展被称为伪二阶导数(PSD)方法。
该算法运用连续导数矩阵来近似二阶导数矩阵,并运用它来计算每个变量的改进阻尼因子。促进和最佳设计相差甚大的的初始设计的收敛速度大幅进步。
Dilworth 的程序也有一个算法,假设一个初始的 镜头的光线发作了追迹失败,可以在开端优化之行停止自动调整修正。
PSD算法
PSD III算法的优化速度是最快的 如图中A曲线所示
Synopsys有世界上最 快的优化算法

区域优化算法
区域优化算法中,SYNOPSYS 以标准模拟退火算法开端,但将其与 PSD 别离使其比其他程序中的模拟退火更有效。
Masaki Isshiki 的全局优化与逃逸函数算法也已完成,但目前没有足够的阅历与其他程序的完成中止比较。
SYNOPSYS 独有的区域优化功用是“自动元件 插入”和“自动元件删除”,可在最佳位置插入或删除镜头元件。
前一种算法的运转方式与 Florian Bociort 的鞍点 算法非常相似。
全局优化算法
Dilworth 最近增加到 SYNOPSYS 的新全局优化 算法 DSEARCH 和 ZSEARCH 令人印象深化。
DSEARCH 从对镜头的粗略描画以及任何其他所 需约束开端,并产生几个通常接近最终设计的候 选设计方案。
ZSEARCH 对变焦镜头做同样的事情。即使设计人员不知道初始配置可能是什么样,两种算法都 可以提供良好的镜头设计。
初始条件
一切面都从平面开端
一切面的厚度和一切空气间隔都是5 mm
后焦距50 mm
一切玻璃:折射率1.6,阿贝数50
物在无量远,全视场20度,入瞳直径12.7 mm
高斯像高接近33 mm
光阑最初在表面1
可以改动光阑位置,一切曲率半径、厚度,一切空气间隔除了最后一面,玻璃特性。
执行PSD优化
点击Open MACro按钮
选择C7M1.MAC
点击Open
让我们来看看一个好的优化算法 如何能够快速将糟糕的设计变成 一个相当不错的设计

平行平板优化后
再次优化
将AWT: 0 改为AWT: 0.2,再次点击Run按钮。
AWT使每条光线有一个孔径相关的权重,当增加为 0.2时,靠近光瞳中心的光线权重比边缘光线更重。
总结
Donald Dilworth 在他的程序 SYNOPSYS 光学设计软件中包含的三类优化算法做出了重要贡 献:PSD算法,区域优化算法,全局优化算法。
AWT=0和AWT=0.2得到两个不同的透镜,两个透镜都很好。
这个例子标明:当从平面开端时,PSD算法可以到任何中央,起始点或需求一个微小的改动可以抵达不同的途径。