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光學(xué)系統(tǒng)中選擇最優(yōu)玻璃
材料時(shí),Conrady d-D以及模型玻璃等傳統(tǒng)的玻璃選擇方法提供的幫助有限。本文介紹了如何使用玻璃替換方法進(jìn)行直接玻璃
優(yōu)化,以及在考慮玻璃的可用性、成本及耐候性等因素時(shí),如何進(jìn)一步嚴(yán)格挑選玻璃。
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qe6C|W~n E0)mI)RW. 玻璃替換方法是OpticStudio中選擇玻璃最有效的方法。玻璃替換方法可直接修改玻璃類型,然后重新優(yōu)化系統(tǒng),以確定新的玻璃是否是更好的設(shè)計(jì)方案。
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HHF=Q 當(dāng)玻璃被設(shè)置為“substitute”求解時(shí),OpticStudio將自動(dòng)完成此過(guò)程。如果一種玻璃被標(biāo)記為可替換 (Substitute) 玻璃,則全局優(yōu)化算法(Hammer和Global Search)將在優(yōu)化過(guò)程中自動(dòng)執(zhí)行此類玻璃的迭代替換。這樣可使OpticStudio在不借助于理想化玻璃色散的情況下優(yōu)化系統(tǒng)。本文將提供此方法的一個(gè)示例。
U??f< ~?`9i>3W~ 玻璃替換
:^-HVT)qF llaZP(pJ OpticStudio中處理玻璃優(yōu)化的方式與處理其他數(shù)據(jù)的方式有些不同。直接優(yōu)化玻璃選擇是一件很困難且不可預(yù)測(cè)的過(guò)程,因?yàn)椴AУ膶傩允遣贿B續(xù)的。
AY/-j$5+? 選擇玻璃的傳統(tǒng)方法是使用某種模型玻璃。模型玻璃方法是使用一些數(shù)值
參數(shù)將玻璃色散理想化,然后優(yōu)化這些參數(shù),同時(shí)將參數(shù)值或計(jì)算的折射率值約束為類似可用的玻璃。在可見光區(qū)域,可以使用Conrady d-D方法進(jìn)一步簡(jiǎn)化該方法。這種方法僅對(duì)少數(shù)不同
波長(zhǎng)的
光線進(jìn)行追跡、縮放,然后使用優(yōu)化方法使其差異變?yōu)榱阒怠?span style="display:none"> *Nf4bH%MN
如果一種玻璃被描述成有一定折射率、阿貝數(shù)和部分色散偏離的“模型玻璃”,則可以將這些模型參數(shù)設(shè)置為變量,然后像其他數(shù)值參數(shù)一樣進(jìn)行優(yōu)化。然而,模型玻璃方法存在一個(gè)嚴(yán)重的缺陷,即在使用模型玻璃方法獲得良好的設(shè)計(jì)方案之后,必須將模型玻璃轉(zhuǎn)換為真實(shí)的玻璃,然后再使用新選擇的玻璃來(lái)重新優(yōu)化該設(shè)計(jì)。遺憾的是,對(duì)于許多系統(tǒng),新優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案的性能可能比模型玻璃方法的設(shè)計(jì)方案的性能要差。更令人沮喪的是,使用真實(shí)玻璃的最佳設(shè)計(jì)可能與使用模型模型找到的最優(yōu)設(shè)計(jì)有不同的結(jié)構(gòu)。
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