[已解决]优化的评价标准选择问题

库不酷

在很多参考资料中都有提到在优化的前期使用光斑大小作为评价标准，当光斑RMS半径值优化到几个波长的水平时，可将评价标准换为波前继续优化。

当评价标准为波前时，优化程序倾向于将光能量集中到一个更小的区域，往往伴随着MTF的提升。

但最近在练习时遇到使用波前为评价标准时，MTF上升了可点列图中光斑半径也变得较大，切换标准后，点列图光斑半径缩小了，MTF也跟着掉下去了。此时应该怎么处理呢？可否在评价函数中同时加入控制光斑大小和波前的操作数，通过合理分配权重来同时改善MTF和点列图？

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bit_lzg

2021-9-26 18:11

一开始公差大的时候使用点列图，后期公差小的时候（公差在波长级）使用波前，这种方法整体来说是没问题的。

至于你提到的两种评价标准切换时 点列图、传函会有变化也很正常，甚至可以说是不可避免的。
另外会涉及到你所设计的镜头到底用哪种方式更准的问题，如果距离衍射极限还有距离，建议使用几何传函，而不是FFT 传函。
你提到的MTF和点列图同时优化也是可以的，比如你设置好点列图优化函数以后，在优化函数最后添加一个空白行，再打开默认函数生成界面，将star at（从哪一行开始添加优化函数） 改成目前优化函数的最后一行，overall weight （权重）也可以去尝试修改。

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bit_lzg

一开始公差大的时候使用点列图，后期公差小的时候（公差在波长级）使用波前，这种方法整体来说是没问题的。

至于你提到的两种评价标准切换时 点列图、传函会有变化也很正常，甚至可以说是不可避免的。
另外会涉及到你所设计的镜头到底用哪种方式更准的问题，如果距离衍射极限还有距离，建议使用几何传函，而不是FFT 传函。
你提到的MTF和点列图同时优化也是可以的，比如你设置好点列图优化函数以后，在优化函数最后添加一个空白行，再打开默认函数生成界面，将star at（从哪一行开始添加优化函数） 改成目前优化函数的最后一行，overall weight （权重）也可以去尝试修改。

puubuk

RMS弥散斑半径和波前评价这两种评价函数，在大趋势上是一致的。但是当镜头像质优化到比较好的时候，这两者会不一样，毕竟是两种不同的评价方式。这个时候，你可以根据你的规格要求选择评价函数。

Ds12345679

以前许正光、赵伟星、高国欣都解释过这个问题，结论是：
大像差系统用 RMS-Spot Radius-Chiet Ray   比如照相系统是大像差系统。
小像差系统用 PTV-Wavefront-Centroid   比如平行光管系统。

具体的系统和优化阶段，自己掌握组合方式。

莱卡莱卡

你从哪里看到，先用RMS优化，再用 波前的？

库不酷

莱卡莱卡 发表于 2021-9-27 08:35
你从哪里看到，先用RMS优化，再用 波前的？

Zemax手册（中文版）上看到的

莱卡莱卡

bit_lzg 发表于 2021-9-26 18:11
一开始公差大的时候使用点列图，后期公差小的时候（公差在波长级）使用波前，这种方法整体来说是没问题的。 ...

版主说过，同时优化MTF和使用默认点列图属于自相矛盾的优化。@库不酷

bit_lzg

莱卡莱卡 发表于 2021-9-27 10:42
版主说过，同时优化MTF和使用默认点列图属于自相矛盾的优化。@库不酷

个人看法不太一样，可以讨论一下。优化函数里面同时有MTF和点列图，相当于同时设置两个目标，得到的应该是MTF与点列图两个目标互相“妥协”以后的结果。
另外从大方向上看，优化MTF和优化点列图都是使像质变好，是一件事的两个面，并不是矛盾的，只不过同时设置属于“既要”“又要”，无非是得到一个中间结果。

所谓优化函数中的矛盾，是指你的两个目标的方向互相矛盾，比如同时控制一个镜片厚度大于2，小于1，这种是矛盾的。

你贴的图里面：“B、同时控制焦距和像高”，这个说是自相矛盾个人觉得并不严谨，如果你把镜头当成理想系统可能这种说法是对的。
但是我们是做镜头设计的，我们应该知道镜头不是理想系统，焦距其实是一个近轴量，他描述的是轴上的情况。
在矫正畸变、色差、处理大视场、大孔径光线等等情况，都可能使用控制像高的方法来矫正像差。