[技术]自由曲面‐高斯叠加面的设计与优化 [复制链接]

What is FRED？ A)&CI6(  
uX%$3k  
■ 光机系统一体的设计分析工具 3J8M0W  
■ 杂光分析 O\6gw$  
■ 相干光传播 7Hj7b:3K&!  
■ 成像系统设计和照片真实渲染 RL H!f1cta  
■ 虚拟机 iiWpmE<,  
■ 光机系统调试（法医3D光学） 6$l?D^{  
■ 自辐射热分析 wO6>jW 7  
■ 照明设计 8idIJm%y  
■ 公差、装配和测试 c2L\m*^o  
■ 序列和非序列光线追迹模式 9W-1P}e,  
■ 多变量优化能力 (W}DMcuSd  
?}= $zN  
}a#=c*+_  
1 |/ |Lq%w  
Introduction ;P$ _:-C  
sHPj_d#   
自由曲面 Mb45UG#2  
■ 文献定义: jy_4W!4a  
任何非旋转对称面* 4N= gl(  
对称面绕任何轴旋转,非它的对称轴 0uIBaW3
s  
■ 非正式:任何非传统的表面(如 NURBS、超高斯变形面)
Vv+ oq5hf  
■ 越来越多地用于光学系统的设计: \tY7Ga%c  
  非成像:接近规范
FYb]9MX  
  成像:越来越多的用于校正像差
K@Xj)  
高斯叠加面的定义 /c6]DQ<?  
\HQ.Pwr 6  
应用案例 F?ps? e  
cl |}0Q5  
激光光束整形 ?.n1t@sG&  
:_`Yrx5  
光源：高斯光束TEM00 =kCiJ8q|  
 t~BWN  
目标：平顶光束均匀分布 e E(+  
o 9(x\g  
方法：超高斯曲面可用来整形高斯光束轮廓 *pABdP+  
O@w_"TJP/z  
光源：高斯光束TEM00 |;^$IZSsz  
P# U|  
六边形格子光源,光源为相干光 /LtbmV  
THB[(3q  
高斯叠加面的定义 _H-Fm$Q  
[Z&<# -  
操作界面 e2g`T{6M  
1^ go)(Mx  
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。 M@p<L VP  
@ScC32X  
优化函数：1、Irradiance Variance   2、Total Maximized Power 4/v[.5  
b!teSf  
优化方法：非线性单纯法；迭代次数50； XQmg^x[,A  
8*|*@  
优化前后的照度对比： \< a^5'  
fhNJB0  
光路分析 sGpAaGY>  
!DV0u)k(  
超高斯面实例 ——模拟表面产生的随机缺陷 Og8%SnEpMI  
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超高斯面实例——抛物线槽型聚光集热器