发布时间 : 星期三 文章zemax优化操作函数更新完毕开始阅读
1 传函概念
传函分为几何传函和物理传函,它们的使用场合分述如下：
(1) 几何传函(GMMTT--子午几何传函，GMTS--弧失几何传函，GMTA---弧失与子午平均值传函)当系统象差较大时，各透镜通光孔的衍射效应可以忽略不计。这种情况下为了加快系统传函的计算速度，只以光线几何路径来追迹光线（忽略衍射效应）,然后在象面进行几何传函的统计计算。Zemax中的GMMTT，GMTS，GMTA操作数就是基于上述思想对系统追迹光线进行传函计算的。
(2) 物理传函(MTFT--子午物理传函，MTFS--弧失物理传函,MTFA--子午弧失平均物理传函)
当系统相差很小，接进衍射极限时，光束经过遮当物（光栏时），产生的衍射效应就不容忽略，此时的光线追迹是以光线真实路径追迹计算的（考虑了衍射效应）。用这样的光线在象面进行统计计算，就可得到物理传函。Zemax中的MTFT，MTFS,MTFA就是基于上述思想对系统追迹光线进行传函计算的。 （3） 传函操作数的选择
一般情况下，都是用传函作为象质操作数来进行优化设计的。那么如何选择呢？当像差大于约2-5 个波长的系统进行优化时，选几何传函为象质评价操作数，否则选物理传函为象质操作数。经验上1/3英寸，50万象素或1/4英寸30万象素以下象质的镜头，可用几何传函进行优化，当优化的象质达到后，如果想使镜头象质进一步提高，就要以物理传函进行优化设计了。这样作是为了在最快收敛条件下，获得好的优化结果。
2 优化函数优化函数定义成：绝大多数情况下，第二项为零。该函数说明以下几个问题：
（1） Vi是操作数目标值，Ti是操作数在进行优化函数计算时的当前值。那么优化就是使所有操作数向目标值接近的最小化过程。在接近时，加权后的操作数是同等对待的。这句话是什么意思呢？它说明了权数Wi越大的项，在最小化过程中，其(Vi-Ti)就越小，即TI(操作数)就越接近Vi（目表值）。 （2） 由上面的分析可见：
对于要严格控制的操作数，可给大的权数。例如，在短焦数码系统中，空气隙对象差就较敏感，它应严格控制。大至是玻离厚度权的5～15倍。传函也是应重点控制的量，大至是玻离厚度权的5～20倍。而玻璃间隔的权给1。其它操作数可先给3，然后试运行，如果有些量基本不受控制，超出了控制范围，可逐渐加大权，直到能受控为止。 注意两个问题：
A 有的人认为即然大的权可使对应操作数受到应
有的控制，那么所有操作数度都扩大20倍，就都受到严格控制了。这是一个错误概念。我们 由优化函数可见，当所有操做数都括大了同样倍数，相当优化函数计算式的分母与分子括大 同样倍数，约去分子分目的这个共有因数，等于原来不扩大20倍的情况。当然犯这样错误是 很少的。但是给的各操作数的差别不大确是经常发生的，这种情况与上述情况是接近的，操 作数也不能受到很好的控制。
从数学的角度看，操作数最小化过程是以各操作数
对优化函数偏导数矩阵为引导函数的线性方程组不断求解的过程，要想方程有精度较高的解 ，其方程彼此就不能相关，加大各操作数彼此的差异，是改善方程求程解条件的有效途径， 也是系统获得更小解的前题。
B 有人改了操作数，优化并没安预期进行。很可能是没有进行数据更新，因此所改数据还未生效。使所`改数据生效的的操作为： 3 保证优化能进入局部极小值
对于仿型设计，由实际问题，应该有系统的较好的局部极小值，那么在优化过程
中，如何保证系统能收敛于较好的局部极小值？这就要保正迭代步长不要超出偏导矩阵的线 性范围。即要求收敛步长不能大。如果我们给传函操作数以较大权，那么在迭代过程中，其 步长就受到严格控制，而传函是受其它结构参数控制的，着样同时也限制了系统各操作数的 步长，从而整个系统最优化的线性状态就较好。当然其它操作数的步长也受到自身权数的控 制。 但线性与收敛速度相矛顿，为了两者间顾，传函先给一个不太大的权，如8，先运行一 下看收敛过程是否正常，如果不好，说明权不够大，那么逐次括大传函权数，直到收敛较好 为止，就可进入收敛的全局优化和垂形优化。 Zemax优化函数探讨3
（一组可共参考的传函权因子）
北京工业学院421教研室“光学系统自动设计”一书
的71页“垂轴象差权因子的确定”部分，给出了垂轴象差权因子表（见74页）。我们在将镜 头鉴别率转为CCD象素过程中（见我的“数码镜头设计原理(第一节 分辩率问题).DOC”贴） 是将鉴别率线宽看作镜头能分辩的最小弥散斑直径。从而将镜头分辩率与CCD象素联系起来 的。因此分辩率与垂轴象差应有相同比例的权因子。