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自由曲面‐高斯叠加面的设计与优化
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infotek
2023-04-13 08:28
自由曲面‐高斯叠加面的设计与优化
Rm[{^V.Z$
What is FRED?
z9 $1jC
O ]!/fZ;(
■
光机系统一体的设计分析工具
l.uW>AoLh
■
杂光分析
}k0B
■
相干光传播
ipD/dx.
■
成像系统设计和照片真实渲染
x"~gulcz
■
虚拟机
a9!.e rM
■
光机系统调试(法医3D光学)
!bBx'
■
自辐射热分析
!i8'gq'q
■
照明设计
Ey&gZ$|&
■
公差、装配和测试
:~Ppv5W.
■
序列和非序列光线追迹模式
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■
多变量优化能力
/Jc54d
M.K%;j`
c,Yd#nokC
h3Y|0-D
Introduction
mJ'5!G
ki?ETC
<"Yx}5n.
自由曲面
.zo>,*:t
■
文献定义:
3M"eAK([
任何非旋转对称面*
'wjL7PI
对称面绕任何轴旋转,非它的对称轴
fl+2'~
■
非正式:任何非传统的表面(如 NURBS、超高斯变形面)
C zxF
■
越来越多地用于光学系统的设计:
<_#a%+5d
非成像:接近规范
]SL0Mn g8
成像:越来越多的用于校正像差
|W*i'E
高斯叠加面的定义
H'?dsc
LLPbZ9q
应用案例
/-Y.A<ieN8
CD pLV:
激光光束整形
h@+(VQ
Gg3< }(
vt(cC))
光源:高斯光束
TEM
00
"$ U!1
kqZ+e/o>O9
目标:平顶光束均匀分布
s!?T$@a=
bj_oA i
方法:超高斯曲面可用来整形高斯光束轮廓
~ekV*,R"
+K:hetv
光源:高斯光束
TEM
00
/^':5"=o
.Lp\Jyegs
六边形格子光源,光源为相干光
sh;>6xB
oT*qMLdn
高斯叠加面的定义
fcisDu8n
NU%<Ws=
操作界面
h[oI/X
?y2v?h"
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。
6MmkEU z
fvr|<3ojo
优化函数
:1、Irradiance Variance 2、Total Maximized Power
p]x9hZ
GI)eq:K_U8
优化方法:非线性单纯法;迭代次数50;
gJ?Vk<hp
wg=-&-
优化前后的照度对比:
+t*Ks_V,*
CYZ0F5+t
光路分析
,_I#+XiXY
AZfW
超高斯面实例 ——模拟表面产生的随机缺陷
,o sM|!,
2-_d~~O1N
制造中表面产生的随机缺陷
c. 06Sw*
超高斯面实例——抛物线槽型聚光集热器
=v7%IRP5
[]hC*
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