Выбор встроенной оценочной функции

Оценочная функция - это некоторая численная оценка того как близко данная оптическая система находится к заданному набору ее характеристик ZEMAX исполь­зует список операторов каждый из которых представляет различные ограничения на параметры системы или ее характеристики Операторы представляют такие характе­ристики системы, как качество изображения, фокальное расстояние, увеличение и многие другие.

Оценочная функция пропорциональна корню квадратному из взвешенной суммы квадратов разностей между действительным и требуемым значением каждого из рассматриваемых операторов Оценочная функция определена таким образом, что ее нулевое значение соответствует "идеальной" схеме Алгоритм оптимизации будет уменьшать числовое значение оценочной функции насколько возможно, так что оценочная функция должна выражать те цели которые Вы хотите достигнуть. Если Вы не хотите использовать встроенные оценочные функции Вы не хотите использовать встроенные оценочные функции, Вы можете создать свои собственные оценочные функции, как это будет описано в следующем разделе.

Простейший путь выбора одной из встроенных оценочных функций - это выбрать из главного меню команду "Tools' и из открывшегося редактора оценочной функции (Merit Function Editor) выбрать опцию Default Merit Function (встроенная оценочная функция). Открывшееся диалоговое окно позволит Вам выбрать подходящую оценочную функцию. Подробное описание каждой из этих функции дано в последую­щих подразделах.

Selecting the type of optimization Выбор типа оптимизации

Имеется несколько встроенных типов оценочных функций. Все они перечислены в нижеследующих таблицах.

DEFAULT OPTIMIZATION TYPES ТИПЫ ОПТИМИЗАЦИИ

Наименование	Описание
RMS	RMS (СКЗ) - сокращенное название выражения 'Root-Mean-Square' (Средне-квадратическое Значение). Оптимизация по величине RMS используется наиболее часто RMS - это корень квадратный из средней величины квадратов всех отдельных ошибок
PTV	PTV - сокращенное название от выражения ' Peak-To-Valley" Бывают случаи, когда величина СКЗ не так важна, как максималь­ный размах аберраций Например если все лучи должны попасть в пределы определенного кружка детектора или оптического волокна В таких случаях величина PTV может лучше характеризовать схему чем величина RMS Этот тип оценочной функции предназначен для минимизации PTV- ошибок

 

17-2                                                                                                         Chapter 17: OPTIMIZATION

DEFAULT OPTIMIZATION DATA КРИТЕРИИ ОПТИМИЗАЦИИ

Наименование	Описание
Wavefront	Это аберрации, измеренные в волнах.
Spot Radius	Полная (радиальная) поперечная аберрация (лучей) в плоскости изображения
SpotX	Поперечные аберрации лучей (в плоскости изображения) в направлении оси X.
SpotY	Поперечные аберрации лучей (в плоскости изображения) в направлении оси Y
Spot X и Y	Суммарная поперечная аберрация (лучей) в плоскости изображения как по оси X, так и по оси Y; Х- и Y-компоненты рассматриваются отдельно, но оптимизируются вместе Этот вид оптимизации подобен оптимизации "Spot Radius", за исключением того, что учитываются знаки аберраций, это дает более правильные оценки размера пятна рассеяния. Заметьте, что при вычислении радиуса аберраций ("Spot Radius") информация об их знаке теряется

DEFAULT OPTIMIZATION REFERENCE POINTS

ОПОРНЫЕ ТОЧКИ, ОТНОСИТЕЛЬНО КОТОРЫХ ПРОВОДИТСЯ ОПТИМИЗАЦИЯ

Наименование	Описание
Centroid	Величины RMS и PTV вычисляются относительно центра тяжести аберраций для всех лучей, исходящих от данной точки поля Использование в качестве опорной точки центра тяжести данных в общем наиболее предпочтительно, особенно при оптимизации по ошибкам волнового фронта При оптимизации по ошибкам волнового фронта (Wavefront) производится вычитание среднего смещения волнового фронта, а также его х- и у-наклонов, которые не влияют на качество изображения. Вычисления относительно центра тяжести дают также более значимые результаты, когда в системе присутствует кома, так как последняя смещает центр тяжести в сторону от положения главного луча. Исторически такие вычисления производились относительно положения главного луча, так как они выполняются более просто, но для ZEMAX это не существенно.
Chief	Вычисления RMS и PTV проводятся относительно положения главного луча для главной длины волны
Mean	Эта опция доступна только в том случае, если оптимизация проводится по ошибкам волнового фронта Вычисления относительно среднего (Mean) значения данных подобны вычислениям относительно центра тяжести, за исключением того, что производится вычитание только среднего смещения волнового фронта, но не вычитаются наклоны волнового фронта. Когда точное положение точки, в которой величина OPD равна нулю, является неопределенным, вычисления относительно среднего более предпочтительны перед вычислениями относи­тельно главного луча (если по каким-либо причинам вычисления относительно центра тяжести менее предпочтительны)

Глава 17: ОПТИМИЗАЦИЯ                                                                                              17-3 Заметьте, что можно определить очень много разных оценочных функций. Имеется

два типа оптимизации (RMS и PTV), пять различных критериев оптимизации и две опорные точки, так что всего можно определить 20 различных запрограммированных оценочных функций.