[技术]自由曲面‐高斯叠加面的设计与优化 [复制链接]

What is FRED？ pR$(V4>  
SI=$s>1  
■ 光机系统一体的设计分析工具 BB6[(Z  
■ 杂光分析 Z^_qXerjP  
■ 相干光传播 kJJT`Ba&/  
■ 成像系统设计和照片真实渲染 ZeP=}0TGjn  
■ 虚拟机 m+0yf(w  
■ 光机系统调试（法医3D光学） o]4]fLQ  
■ 自辐射热分析 UDHWl_%L  
■ 照明设计 1uAjy(
y  
■ 公差、装配和测试 0G+Q^]0
 
■ 序列和非序列光线追迹模式 ob\-OMNs@  
■ 多变量优化能力 A`n>9|R  
3>KEl^1DB  
/K#k_k  
VHxBs  
Introduction ,AP0*Ln  
~w?02FU  
自由曲面 X:oOp=y]|  
■ 文献定义: oX|T&"&  
任何非旋转对称面*
pR61bl)  
对称面绕任何轴旋转,非它的对称轴 ^ Oh  
■ 非正式:任何非传统的表面(如 NURBS、超高斯变形面) }R%H?&P  
■ 越来越多地用于光学系统的设计: BS9VwG<Z  
  非成像:接近规范 (xHmucmwp  
  成像:越来越多的用于校正像差 Cz0FA]-g  
高斯叠加面的定义 lL}NiN-)t  
 >Uw:cq  
应用案例 0$*7lQ<a#M  
7*l$i/!  
激光光束整形 ubwM*P  
aV\i3\da  
光源：高斯光束TEM00 3`bQ0-D;  
*?FVLE  
目标：平顶光束均匀分布 pF{jIXu  
,<v0(  
方法：超高斯曲面可用来整形高斯光束轮廓 ^

%r6+ey  
Y4rxnXGw  
光源：高斯光束TEM00 BU:;;iV8  
/eV)5`V  
六边形格子光源,光源为相干光 !*-|!Vz  
MgeC-XQM  
高斯叠加面的定义 g-eJan&]N  
(/A.,8Ad  
操作界面 ;z'&$#pA  
fx;rMGa  
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。 ^Hx}.?1  
2lTt  
优化函数：1、Irradiance Variance   2、Total Maximized Power (VeK7cU  
L/i'6(="  
优化方法：非线性单纯法；迭代次数50； "`qk}n-  
|p:4s"NT  
优化前后的照度对比： UY3)6}g6  
2FMmANH0ev  
光路分析 0t7N yKU  
i!a!qE.1  
超高斯面实例 ——模拟表面产生的随机缺陷 t]h_w7!U  
eC-&.Fl  
超高斯面实例——抛物线槽型聚光集热器