计算机应用

作者：刘栋, 李晨航, 吴长茂, 茹法鑫, 夏媛媛

单位：1.河南师范大学 计算机与信息工程学院，河南 新乡 453007；2.教育人工智能与个性化学习河南省重点实验室，河南 新乡 453007；3.中国科学院软件研究所 天基综合信息系统重点实验室，北京 100190

关键词：光学系统设计,光学优化,阻尼最小二乘法,全局优化,改进遗传算法

基金：国家重点研发计划项目(2021YFB3601401);国家自然科学基金资助项目(62072160)

阻尼最小二乘法（DLS）与遗传算法（GA）均适用于光学系统自动设计，前者搜索效率高但极易陷入局部极值陷阱，后者光学结构参数空间全局搜索能力强但局部搜索能力弱。针对上述问题，提出一种可校正强化搜索GA（CRSGA）。该算法在GA基础上进行了两方面的改进：首先，在GA交叉算子后，引入DLS增强局部搜索能力；其次，引入校正策略，即在下轮迭代前按比例回滚进化后评价函数值变差的个体以校正进化结果。选取双高斯（DG）、反远摄（RT）和有限共轭距成像（FCDI）这3种典型光学系统设计实验以验证CRSGA的有效性，CRSGA优化效果优于DLS、GA，且依次优于商业光学设计软件Zemax阻尼最小二乘法约8.92%、12.19%和9.39%，特别是优化结果分别达到Zemax HAMMER算法的99.98%、94.33%和88.45%。实验结果表明，所提算法对光学系统优化效果良好，可用于光学系统自动设计工作。

来源：2024年第9期

《计算机应用》期刊编辑部

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