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用粒子群算法校正三片镜系统的像差(特邀)

秦华 韩克祯 类成新

秦华, 韩克祯, 类成新. 用粒子群算法校正三片镜系统的像差(特邀)[J]. 中国光学(中英文), 2013, 6(1): 64-72. doi: 10.3788/CO.20130601.0064
引用本文: 秦华, 韩克祯, 类成新. 用粒子群算法校正三片镜系统的像差(特邀)[J]. 中国光学(中英文), 2013, 6(1): 64-72. doi: 10.3788/CO.20130601.0064
QIN Hua, HAN Ke-zhen, LEI Cheng-xin. Correction of aberration for three-lens system by particle swarm optimization algorithm(Invited)[J]. Chinese Optics, 2013, 6(1): 64-72. doi: 10.3788/CO.20130601.0064
Citation: QIN Hua, HAN Ke-zhen, LEI Cheng-xin. Correction of aberration for three-lens system by particle swarm optimization algorithm(Invited)[J]. Chinese Optics, 2013, 6(1): 64-72. doi: 10.3788/CO.20130601.0064

用粒子群算法校正三片镜系统的像差(特邀)

doi: 10.3788/CO.20130601.0064
基金项目: 

山东省自然科学基金资助项目(No.ZR2012FM001)

详细信息
    作者简介:

    秦 华(1964—),男,山东临沂人,博士,副教授,2002年于中国海洋大学获得理学硕士学位,2005年于南开大学获得工学博士学位,主要从事光学设计,固体激光器等方面的研究。E-mail:zfjqinh@gmail.com;韩克祯(1981—),男,山东青州人,博士研究生,讲师,2003年、2006年于山东师范大学分别获得学士、硕士学位,主要从事全固态激光器技术、超快激光技术等方面的研究。E-mail:kezhenhan@163.com;类成新(1976—),男,山东新泰人,硕士,讲师,2002年于烟台师范学院(鲁东大学)获得学士学位,2005年于西安电子[JP2]科技大学获得硕士学位,主要从事随机分布复杂凝聚粒子光学特性等方面的研究。E-mail:xdpostgraduate@163.com

    秦 华(1964—),男,山东临沂人,博士,副教授,2002年于中国海洋大学获得理学硕士学位,2005年于南开大学获得工学博士学位,主要从事光学设计,固体激光器等方面的研究。E-mail:zfjqinh@gmail.com;韩克祯(1981—),男,山东青州人,博士研究生,讲师,2003年、2006年于山东师范大学分别获得学士、硕士学位,主要从事全固态激光器技术、超快激光技术等方面的研究。E-mail:kezhenhan@163.com;类成新(1976—),男,山东新泰人,硕士,讲师,2002年于烟台师范学院(鲁东大学)获得学士学位,2005年于西安电子[JP2]科技大学获得硕士学位,主要从事随机分布复杂凝聚粒子光学特性等方面的研究。E-mail:xdpostgraduate@163.com

    通讯作者:

    秦华

  • 中图分类号: O435.2;TP301.6

Correction of aberration for three-lens system by particle swarm optimization algorithm(Invited)

  • 摘要: 提出将粒子群算法用于三片镜光学系统的优化设计。设计了关于曲率半径、透镜面之间的距离、玻璃折射率、系统长度等光学系统结构参数的光学评价函数,用此函数作为粒子群算法中的适应度函数,实现了对光学系统的自动寻优。给出了用粒子群算法进行三片镜光学系统设计过程实例,结果证明:用粒子群算法可以设计出球差、子午场曲、子午光线弥散值都很小的三片镜光学系统;并且用该算法进行光学设计不需要知道系统具体的初始结构,克服了现有光学设计软件高度依赖具体初始结构的缺点,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。

     

  • [1] CHENG X M,WANG Y T,HAO Q. Global and local optimization for optical systems[J]. Optik,2006,117(3):111-117. [2] WANG Y J. Derivative free simulated annealing and deflecting function technique foe global optimization[J]. J. Appl. Math. Coput.,2008,26(2):49-66. [3] ISSHIKI M,SINCLAIR D C,KANEKO S. Lens design: global optimization of both performance and tolerance sensitivity[J]. SPIE,2006,6342:63420N. [4] 张丽琴,王涌天,郝群,等. 逃逸函数算法及其在光学设计中的应用[J]. 光学技术,2000,26(5):432-434. ZHANG L Q,WANG Y T,HAO Q,et al.. Global explorer algorithm and its application in lens design[J]. Optical Technique,2000,26(5):432-434.(in Chinese) [5] 张丽琴,王涌天,李林,等. 基因算法在光学系统优化中的应用[J]. 光学学报,2002,22(1):74-78. ZHANG L Q,WANG Y T,LI L,et al.. Genetic algorithm applied to automatic lens design[J]. Acta Optica Sinica,2002,22(1):74-78.(in Chinese) [6] SHI Y,EBERHART R C. Particle Swarm Optimization: development, applications and resources[C]. In:Proc Congress on Evolutionary Computation 2001 NJ:Piscataway,IEEE Press,2001:81-86. [7] 吕恒毅,刘杨,薛旭成.基于微粒群区域搜索和小波评价的差分式自动聚焦[J]. 中国光学,2011,4(3):283-292. LÜ H Y,LIU Y,XUE X CH. Difference auto-focusing based on particle swarm optimization searching and wavelet evaluation[J]. Chinese Optics,2011,4(3):283-292.(in Chinese) [8] 刘希佳,陈宇,王文生, 等.小目标识别的小波阈值去噪方法[J]. 中国光学,2012,5(3):248-256. LIU X J,CHEN Y,WANG W SH,et al. De-noising algorithm of wavelet threshold for small target detection[J]. Chinese Optics,2012,5(3):248-256.(in Chinese) [9] 翟子羽,叶美盈. 基于粒子群优化算法的膜系设计方法[J]. 光子学报,2011,40(9):1338-1341. ZHAI Z Y,YE M Y. A coating method based on particle swarm optimization[J]. Acta Photonica Sinica,2011,40(9):1338-1341.(in Chinese) [10] 谢军华,秦子雄,曾庆科,等. 用粒子群优化算法设计光纤布拉格光栅[J]. 应用光学,2009,30(4):674-677. XIE J H,QIN Z X,ZENG Q K,et al. Design of f iber Bragg gratings using particle swarm optimization[J]. J. Appl. Opt.,2009,30(4):674-677.(in Chinese) [11] JIANG H M,XIE K,WANG Y F. C band single pump photonic crystal fiber Raman amplifier[J]. Chinese Sci. Bull.,2009,54(13):1927-1931. [12] MOWLA A,GRANPAYEH N. Optimum design of a hybrid erbium-doped fiber amplifier/fiber Raman amplifier using particle swarm optimization[J]. Appl. Opt.,2009,48(5):979-984. [13] QIN H. Aberration correction of a single aspheric lens with particle swarm algorithm[J]. Optics Communications,2012,285(13-14):2996-3000. [14] QIN H. Particle swarm optimization applied to automatic lens design[J]. Optics Communications,2011,284(12):2763-2766. [15] SHI Y,EBERHART R C. A modified particle swarm optimizer[C]. IEEE International Conference of Evolutionary Computation,Anchorage,Alaska:Piscataway,May 1998:69-73. [16] 王党社,张建科,徐钧琪. 薄膜光学常数的粒子群算法[J]. 计算物理,2008,25(2):208-212. WANG D SH,ZHANG J K,XU J Q. Particle swarm algorithm for film optical constants[J]. Chinese J. Computational Physics,2008,25(2):208-212.(in Chinese) [17] ABRAHAM S,SANYAL S,SANGLIKAR M. Particle swarm optimisation based diophantine equation solver[J]. International J. Bio-Inspired Computation,2010,2(2):100-114.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-10-15
  • 修回日期:  2012-11-17
  • 刊出日期:  2013-02-10

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