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2021-11-19 09:05 |
自由曲面‐高斯叠加面的设计与优化
What is FRED？ t/;@~ jfr@
xvZNshkpAX
■ 光机系统一体的设计分析工具 hEO#uA R^Z
■ 杂光分析 D;f[7Cac
■ 相干光传播 ? 4X8l@fR
■ 成像系统设计和照片真实渲染 -#=y
■ 虚拟机 jpL' y1@Ut
■ 光机系统调试（法医3D光学） uCA! L)$
■ 自辐射热分析 2v!ucd}
■ 照明设计 =j)y. x(
■ 公差、装配和测试 - nWs@\
■ 序列和非序列光线追迹模式 _ %HpB=
■ 多变量优化能力 #q;hX;Va
f@ &?K<
 '%W'HqVcG1
qz |`\^
Introduction $ae*3L>5M
pUvbIbg+
E$$pO.\
自由曲面 kI|Vv90l
■ 文献定义: U'pm 5Mc\q
任何非旋转对称面* T5m dC
对称面绕任何轴旋转,非它的对称轴 ; Nw .
■ 非正式:任何非传统的表面(如 NURBS、超高斯变形面) J 4$^Hr
■ 越来越多地用于光学系统的设计: ?/mk FDN
非成像:接近规范 n-h2SQl !
成像:越来越多的用于校正像差 "W_C%elg
oo{5 :
高斯叠加面的定义 go, Hfb
应用案例
G P"(+5
oB9t&yM
激光光束整形 9m2_zfO[ w
cz8%p;F:
)ca^%(25!z
光源：高斯光束TEM00 eqt+EiH
+k!Y]_&(:f
目标：平顶光束均匀分布 j8@ Eqh
uV]4C^k;`[
方法：超高斯曲面可用来整形高斯光束轮廓 4<S*g u*W
'4PAH2&n
光源：高斯光束TEM00 B,sv! p+q5
>
,L'A;c}
六边形格子光源,光源为相干光 :Zy7h7P,lT
Wsn}Y-x
高斯叠加面的定义 8^fkY'x
7m;2M]BRi
操作界面 xl%!7?G|$>
#;bpxz1lR9
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。 y (pHt
p100dJv q
优化函数：1、Irradiance Variance 2、Total Maximized Power 7w7mE
1'5I]D
ec
优化方法：非线性单纯法；迭代次数50； ICNS+KsI
|Rr^K5hmD
优化前后的照度对比： CIt>D'/YT
Rn O%8Hk
光路分析 0dKI+z gr
d*26;5~\
超高斯面实例 ——模拟表面产生的随机缺陷 m`<Mzk.u<
)!1; =
 8uyUvSB 制造中表面产生的随机缺陷
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