ZPL宏语言高级优化方案

     宏语言高级优化方案适用于ZEMAX单个操作数无法实现某个边界设置需要的时候，或许可以利用多个操作数组合使用可以实现，但是同一需求在同一镜头中需要多次控制，使用组合操作数时候比较繁琐，其次当不同镜头光学设计都可能使用的时候，可以采用宏语言优化方案来实现。

     这时候需要利用一个操作数ZPLM将宏语言引入到评价函数中，从而可以利用评价函数来评判优化的进程，上文说的Z系数其实就是一个比较好的需求，同一个镜头设计过程中，不同镜片可能都需要设置，但是此时利用组合优化操作数方案，就非常繁琐，一个镜片就要14个优化操作数，要是有个7片镜子，就得编写操作数接近百。不同镜头设计过程也都需要进行Z系数的控制，此时用宏语言优化方案则可以相互通用。

ZPLM使用的基本思路方案:

1)在优化函数中加入ZPLM 操作数；

2)ZEMAX遇到ZPLM后，调用相应的ZPLM宏程序计算；

3)宏程序计算后将需要的数值返回到优化函数中；

4)和正常操作数一样参与优化。

ZPLM宏优化的基本语法，主要分为两部分:

第一，ZPLM的输入。在优化函数中输入优化操作数ZPLM，此时其有一个参数MAC#，其数字在0-99之间，该数字则是指导该操作数需要哪个宏程序。比如，此处输入的为1，则调用的是宏程序ZPL01.ZPL。当此处输入的是12时，则调用的宏程序为ZPL12.ZPL。注意，输入的MAC#参数是小于10时候的宏程序命名方法。

第二，ZPLM 的输出。ZPLM 利用对应的宏程序ZPLM.ZPL计算得到的结果如何输出到优化函数中，进行后续的计算。ZEMAX针对此，利用了一个缓存区间，这个区间分为了51份，分布用0-50进行命名。宏程序先将计算得到的结果放入到缓存区间中，然后优化函数在计算到ZPLM的时候，在ZPLM指定的位置取数。

     这一步中主要涉及到两个我们需要注意的参数,首先是宏程序怎么将计算结果放入缓存区间内，宏程序利用关键字0PTRETURN将计算得到的结果放入相应的缓存区间内，0-50就是缓存区间内的小标签;其次就是ZPLM如何从缓存区间内取数，ZPLM第二个参数DATA，在这里我们输入宏程序中利用OPTRETURN将数据打入到缓存区间的小标签，也就是0-50中的一个数字。

语法规则:OPTRETURN  0，X

     优化函数运行到 ZPLM 时，读取它的参数MAC#，知道是哪一个宏程序，从而进入运行宏程序。宏程序运行完之后，0PTRETURN将需要的计算的结果，分别放入不同小标签的缓存空间。回到优化操作数ZPLM，优化函数读取其第二个参数 DATA，通过该值，指导优化函数到指定的缓存空间提取数据，与ZPLM设置的目标 TARGET值对比，进行优化。

具体来讲解下这两个问题:

第一个，由于在利用宏语言计算的过程中，我们可能需要设置一些额外的参数，所以ZPLM也继承了传统操作数带的HX，HY，PX，PY，四个参数，但是并不是原有的四个参数的涵义,是自定义的。这些数据在宏语言中分别用 PVHX，PVHY，PVPX，PVPY函数进行提取，使得我们计算更为丰富。

语法规则:n=PVHX

第二个，这是一个约定的协议，当DATA是0的时候，除了提取0的这个小标签对应的缓存空间的数据之后，还表示需要调用宏计算。当DATA为非0时候，只是提取 DATA中数字对应的小标签的缓存空间的数据，并不调用宏程序。所以一般DATA不为0时，多放在DATA为0的后面，来提取前面宏程序计算过程中，存放了多个数据在不同小标签的缓存空间中的数据。

     ZPLM使用注意事项:在了解注意事项之前，我们先简单介绍下ZEMAX计算优化函数的流程。ZEMAX在计算一个镜头的优化函数的过程为:首先，ZEMAX将镜头数据复制到一个缓存空间;其次，ZEMAX对这个缓存空间的镜头进行优化函数计算;最后，计算完成后，将缓存空间释放。可以从这个流程看出，计算优化函数的过程中，并不改变光学系统的数据。

     所以要求我们在使用ZPLM调用宏程序的过程中，不要修改镜头系统的数据参数，如果实在需要进行修改，那么紧接着ZPLM后，需要再利用宏程序将修改的数据参数复原。

     另外，ZPLM 操作数不能放在默认的评价函数中间，只可以放在默认评价函数的前面或者后面。

     宏语言高级优化方案案例,上文采用操作数组合优化方案来控制透镜Z系数，虽然表面上可以实现，但是实际设计过程中，优化过程中透镜是双凸还是双凹，或者弯月，没办法去判断，所以Z系数公式中的十/-就无法确定，计算的Z系数就可能有问题，此时利用宏语言控制则可以进行判断。

作者QQ及微信：49922779