Komplementäres Designtool zur Optimierung von Freiformflächen

Die nächste Generation von optischen Instrumenten muss kompakt und leicht sein aber soll dennoch höhere optische Anforderungen erfüllen. Freiformflächen werden erfolgreich in der nichtabbildenden Optik verwendet und auch einige bildgebende Weltrauminstrumente basieren darauf, wie zum Beispiel das kürzlich lancierte TROPOMI Instrument. Die Anzahl an Freiheitsgraden in der Parametrisierung von Freiformflächen stellt jedoch erhöhte Anforderungen an die Methodik im optischen Design. Insbesondere die Optimierung der Freiformkoeffizienten resultiert oft in suboptimalen, lokalen Minima anstatt in einem globalen Minimum des Parameterraums. Hier präsentieren wir ein Designtool, das die globale Evolutionsstrategie Covariance Matrix Adaptation (CMA-ES) mit der Design Software Code V verbindet. Diese Kombination ermöglicht die externe Optimierung eines optischen Systems und liefert vielversprechende Ergebnisse im Vergleich zu der internen globalen Optimierungsmethode von Code V. Ein weiterer Vorteil ist die Flexibilität der Anwendung die es ermöglicht, alternative Design Methoden, externe Variablen und Code V Variablen parallel in der Optimierung zu verwenden.