应用粒子群算法进行光学自动设计

计算物理 ›› 2011, Vol. 28 ›› Issue (3): 433-437.

应用粒子群算法进行光学自动设计

秦华, 万云芳, 张伟元

山东理工大学理学院, 山东淄博 255049

收稿日期:2010-03-15 修回日期:2010-06-17 出版日期:2011-05-25 发布日期:2011-05-25
作者简介:秦华(19-),男,山东临沂,博士,副教授,从事光学设计、计算物理、激光物理方面的研究,山东淄博市张店区张周路12号山东理工大学理学院255049

Particle Swarm Optimization for Automatic Optical Design in Engineering Optics

QIN Hua, WAN Yunfang, ZHANG Weiyuan

Department of Sciences, Shandong University of Technology, Zibo 255049, China

Received:2010-03-15 Revised:2010-06-17 Online:2011-05-25 Published:2011-05-25

摘要/Abstract

摘要： 将粒子群算法用于光学系统的设计优化中,构造相应的数学模型,并编程实现算法.设计了关于曲率半径r、透镜面之间的距离d和玻璃折射率n等光学系统结构参数的适应度函数,用此函数作为评价函数实现对像差的自动校正.给出用粒子群算法进行光学系统设计的实例.结果证明,粒子群算法可以克服以往光学设计中高度依赖初始结构的缺点,可以自由控制结构参数的搜索范围,从而提高光学系统设计的智能化程度.

关键词: 光学设计, 优化, 粒子群算法, 适应度函数, 像差校正

Abstract: We propose an application of Particle Swarm Optimization(PSO) in lens design.A mathematical model is constructed and a program code is developed.A fitness function is designed which combined radiuses of curvature,distances between lens surfaces and refractive indices in an optical system.Aberration correction is carried out with this function.An example using PSO is given.It shows that as a computer-aided optical design tools PSO is practical and powerful.It is no longer dependent on initial lens structure and creates arbitrarily search ranges of structure parameters,which is an important step towards automatic design with artificial intelligence.

Key words: lens design, optimization, particle swarm optimization algorithm, fitness function, aberration correction

中图分类号:

O435

秦华, 万云芳, 张伟元. 应用粒子群算法进行光学自动设计[J]. 计算物理, 2011, 28(3): 433-437.

QIN Hua, WAN Yunfang, ZHANG Weiyuan. Particle Swarm Optimization for Automatic Optical Design in Engineering Optics[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2011, 28(3): 433-437.

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