[技术]自由曲面‐高斯叠加面的设计与优化 [复制链接]

What is FRED？ -b1
VY4m-  
RI,Z&kXj2o  
■ 光机系统一体的设计分析工具 I]S8:w![  
■ 杂光分析 Fi8'3/q-^  
■ 相干光传播 Z1V%pg>]*  
■ 成像系统设计和照片真实渲染 FcR(uv<  
■ 虚拟机 gHU/yi!T  
■ 光机系统调试（法医3D光学） Kv**(~FNnH  
■ 自辐射热分析 Q4YIKNN|7  
■ 照明设计 g[P.lpi{U  
■ 公差、装配和测试 WM8 Ce0E  
■ 序列和非序列光线追迹模式 vfW  
■ 多变量优化能力 yHvF"4]  
/.leY$  
D@[Mk
"f  
n}8J-/(|+  
Introduction y1DP`Ro  
.A;D-"!  
自由曲面 n<C4-'^U[a  
■ 文献定义: 9Q 4m9}  
任何非旋转对称面* 3`9H  
对称面绕任何轴旋转,非它的对称轴 XqD/~_z;  
■ 非正式:任何非传统的表面(如 NURBS、超高斯变形面) 76i)m!  
■ 越来越多地用于光学系统的设计: =ytB\e  
  非成像:接近规范 I?sA)!8  
  成像:越来越多的用于校正像差 I`%\ "bF@  
高斯叠加面的定义 igNZe."V  
'jv[Gcss3L  
应用案例 
e=b>:n  
j~
+<~2%c  
激光光束整形 E\U6n""]  
l V[d`%(  
光源：高斯光束TEM00 "tuBfA+f  
2t h\%  
目标：平顶光束均匀分布 !f~ =p
 
chjXsq#Q^  
方法：超高斯曲面可用来整形高斯光束轮廓 g(d9=xq@k  
e/@tU'$  
光源：高斯光束TEM00 E|u#W3-:  
yRQR@  
六边形格子光源,光源为相干光 hdB.u^!  
8nOMyNpy~M  
高斯叠加面的定义 QN=a{  
:Mz$~o<  
操作界面 4@6!E^  
U1?*vwfKZ  
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。 cP[3p:  
lWj|7  
优化函数：1、Irradiance Variance   2、Total Maximized Power R:+2}kS5e{  
2mVcT3  
优化方法：非线性单纯法；迭代次数50； g?V>+oMx  
(eS/Q%ZGK  
优化前后的照度对比： K-Bf=7F,  
b2;+a(  
光路分析  SJY<#_b  
Ux_tHyc/  
超高斯面实例 ——模拟表面产生的随机缺陷 fFD:E} >5  
G#.(%,  
超高斯面实例——抛物线槽型聚光集热器