[技术]自由曲面‐高斯叠加面的设计与优化 [复制链接]

What is FRED？ 1}37Q&2  
k8Xm n6X  
■ 光机系统一体的设计分析工具 sGb{9.WK  
■ 杂光分析 =EIkD9u  
■ 相干光传播 G`zm@QL  
■ 成像系统设计和照片真实渲染 G j1_!.T  
■ 虚拟机 z=FZiH  
■ 光机系统调试（法医3D光学） {)"vN(mX  
■ 自辐射热分析 fV:83|eQ  
■ 照明设计 b\ PgVBf9  
■ 公差、装配和测试 m68*y;#  
■ 序列和非序列光线追迹模式 m4& /s  
■ 多变量优化能力 2Hdu:"j  
$|@ r!/W  
qNr} \J|  

8[>zG
2  
Introduction
TKjFp%  
x:7IIvP  
自由曲面 4~=l}H>&  
■ 文献定义: 5?L<N:;J_  
任何非旋转对称面* _FEFx  
对称面绕任何轴旋转,非它的对称轴 X@f}Q`{Ymj  
■ 非正式:任何非传统的表面(如 NURBS、超高斯变形面) 6r_)sHf  
■ 越来越多地用于光学系统的设计: !-Y3V"  
  非成像:接近规范 %bfZn9_m  
  成像:越来越多的用于校正像差
6^Sa;  
高斯叠加面的定义 Vg23!E  
N<-Gk6`C/  
应用案例 >3_Gw4S*H  
5-G@L?~Vw  
激光光束整形 xKC[=E>z  
pmilrZmm]  
光源：高斯光束TEM00 qFNes)_r  
9/7u*>:  
目标：平顶光束均匀分布 iX\X>W$P  
|CzSU1ma  
方法：超高斯曲面可用来整形高斯光束轮廓 frQ{iUx  
Lp7SLkwh3M  
光源：高斯光束TEM00 @A5?3(e  
l+R+&b^  
六边形格子光源,光源为相干光 @o6L6Y0Naa  
EZj9wd"u  
高斯叠加面的定义 _[y/Y\{I  
p^_yU_  
操作界面 rbCAnwA2  
Z<4AL\l 98  
优化变量：改变这些超高斯面的参数，用FRED优化自由曲面变的非常简单。 x;')9/3  
B]$GSEB  
优化函数：1、Irradiance Variance   2、Total Maximized Power Gbw2E&a  
2Gdd*=4z  
优化方法：非线性单纯法；迭代次数50； )/EO&F  
A4ygW:  
优化前后的照度对比： rt|7h>RQ  
F/A|(AH'  
光路分析 ow#1="G,=  
,=:D  
超高斯面实例 ——模拟表面产生的随机缺陷 Bnd [X  
w-{c.x  
超高斯面实例——抛物线槽型聚光集热器