基于OPM光瞳匹配的光学引擎建模方法、装置及设备与流程

本申请涉及光学引擎建模，尤其涉及一种基于opm光瞳匹配的光学引擎建模方法、装置及设备。

背景技术：

1、随着光学技术的迅速发展，光学系统在各个领域的应用日益广泛，对光学系统的性能要求也不断提高。传统的光学系统设计方法主要依赖于设计师的经验和反复试错，难以满足现代光学系统高精度、高效率的设计需求。特别是在复杂光学系统中，光瞳匹配问题对系统性能有着重要影响，但传统方法难以对其进行精确控制和优化。

2、近年来，基于光程匹配（opm）的光学设计方法引起了广泛关注，它能够有效地评估和优化光学系统的光瞳匹配特性。然而，现有的opm方法在处理复杂光学系统时仍存在一些局限性。光瞳匹配的度量方法通常过于简化，难以全面反映系统的实际性能。其次，优化过程中对多个性能指标的权衡缺乏灵活性，难以适应不同应用场景的需求。此外，在参数优化和误差分析方面，现有方法往往难以有效处理高维度、强耦合的优化问题。

技术实现思路

1、本申请提供了一种基于opm光瞳匹配的光学引擎建模方法、装置及设备，用于提高了opm光瞳匹配的准确率。

2、第一方面，本申请提供了一种基于opm光瞳匹配的光学引擎建模方法，所述基于opm光瞳匹配的光学引擎建模方法包括：

3、获取目标光学系统的初始光学系统参数集，并对所述目标光学系统进行参数化建模，得到初始光学系统模型；

4、对所述初始光学系统模型进行光线追迹和光程积分运算，得到全局光路分布数据；

5、对所述全局光路分布数据进行opm光瞳匹配度量分析，得到光瞳匹配特征图谱；

6、对所述光瞳匹配特征图谱进行多维度性能指标量化，并构建自适应权重多目标优化函数；

7、基于所述自适应权重多目标优化函数和混合算法，对所述初始光学系统参数集进行参数优化求解，得到最优光学系统参数集；

8、对所述最优光学系统参数集进行参数化重构与误差仿真，输出目标光学引擎模型。

9、第二方面，本申请提供了一种基于opm光瞳匹配的光学引擎建模装置，所述基于opm光瞳匹配的光学引擎建模装置包括：

10、获取模块，用于获取目标光学系统的初始光学系统参数集，并对所述目标光学系统进行参数化建模，得到初始光学系统模型；

11、运算模块，用于对所述初始光学系统模型进行光线追迹和光程积分运算，得到全局光路分布数据；

12、分析模块，用于对所述全局光路分布数据进行opm光瞳匹配度量分析，得到光瞳匹配特征图谱；

13、构建模块，用于对所述光瞳匹配特征图谱进行多维度性能指标量化，并构建自适应权重多目标优化函数；

14、求解模块，用于基于所述自适应权重多目标优化函数和混合算法，对所述初始光学系统参数集进行参数优化求解，得到最优光学系统参数集；

15、输出模块，用于对所述最优光学系统参数集进行参数化重构与误差仿真，输出目标光学引擎模型。

16、本申请第三方面提供了一种基于opm光瞳匹配的光学引擎建模设备，包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述基于opm光瞳匹配的光学引擎建模设备执行上述的基于opm光瞳匹配的光学引擎建模方法。

17、本申请的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的基于opm光瞳匹配的光学引擎建模方法。

18、本申请提供的技术方案中，通过对目标光学系统进行结构分析、参数测量和数学建模，得到准确的几何描述函数和初始光学系统模型，采用矢量化光线追迹和光程积分运算，结合波前畸变的相位延迟计算，得到更加精确的全局光路分布数据，通过子区域划分和光程差计算，结合空间插值和傅里叶变换，得到详细的光瞳匹配特征图谱，对光瞳匹配特征图谱进行多角度分析，包括空间频率、像差、色散和畸变等，全面评估系统性能，为优化提供多维度的目标函数。采用自适应权重机制，根据不同应用场景自动调整各指标的重要性，结合遗传算法和局部搜索，在全局最优解搜索和局部精细化之间取得平衡，通过虚拟装配、公差分析和动态补偿仿真，预测系统在实际生产和使用中的性能波动，提高模型的可靠性和实用性。从初始参数获取到最终模型输出，形成了一个完整的闭环优化过程，显著提高光学引擎的设计效率和性能。通过误差样本集的生成和分析，预测和补偿实际生产中可能出现的问题，通过动态补偿仿真和参数敏感度分析，在系统使用过程中进行实时调整，延长光学引擎的使用寿命和稳定性。

技术特征：

1.一种基于opm光瞳匹配的光学引擎建模方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于opm光瞳匹配的光学引擎建模方法，其特征在于，所述获取目标光学系统的初始光学系统参数集，并对所述目标光学系统进行参数化建模，得到初始光学系统模型，包括：

3.根据权利要求1所述的基于opm光瞳匹配的光学引擎建模方法，其特征在于，所述对所述初始光学系统模型进行光线追迹和光程积分运算，得到全局光路分布数据，包括：

4.根据权利要求1所述的基于opm光瞳匹配的光学引擎建模方法，其特征在于，所述对所述全局光路分布数据进行opm光瞳匹配度量分析，得到光瞳匹配特征图谱，包括：

5.根据权利要求1所述的基于opm光瞳匹配的光学引擎建模方法，其特征在于，所述对所述光瞳匹配特征图谱进行多维度性能指标量化，并构建自适应权重多目标优化函数，包括：

6.根据权利要求1所述的基于opm光瞳匹配的光学引擎建模方法，其特征在于，所述基于所述自适应权重多目标优化函数和混合算法，对所述初始光学系统参数集进行参数优化求解，得到最优光学系统参数集，包括：

7.根据权利要求1所述的基于opm光瞳匹配的光学引擎建模方法，其特征在于，所述对所述最优光学系统参数集进行参数化重构与误差仿真，输出目标光学引擎模型，包括：

8.一种基于opm光瞳匹配的光学引擎建模装置，其特征在于，用于执行如权利要求1-7中任一项所述的基于opm光瞳匹配的光学引擎建模方法，所述装置包括：

9.一种基于opm光瞳匹配的光学引擎建模设备，其特征在于，所述基于opm光瞳匹配的光学引擎建模设备包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令；

10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有指令，其特征在于，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的基于opm光瞳匹配的光学引擎建模方法。

技术总结本申请涉及光学引擎建模技术领域，公开了一种基于OPM光瞳匹配的光学引擎建模方法、装置及设备。所述方法包括：获取目标光学系统的初始光学系统参数集并进行参数化建模，得到初始光学系统模型；对初始光学系统模型进行光线追迹和光程积分运算，得到全局光路分布数据；对全局光路分布数据进行OPM光瞳匹配度量分析，得到光瞳匹配特征图谱；进行多维度性能指标量化，并构建自适应权重多目标优化函数；基于自适应权重多目标优化函数和混合算法，对初始光学系统参数集进行参数优化求解，得到最优光学系统参数集；对最优光学系统参数集进行参数化重构与误差仿真，输出目标光学引擎模型，本申请提高了OPM光瞳匹配的准确率。技术研发人员：吴新民受保护的技术使用者：深圳拜波赫技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/2