[技术]自由曲面‐高斯叠加面的设计与优化 [复制链接]

What is FRED？ KSexG:Xb  
aR3W9  
■ 光机系统一体的设计分析工具 /
f2*J  
■ 杂光分析 R"tLu/Sn  
■ 相干光传播 +F@9AO>LF  
■ 成像系统设计和照片真实渲染 m/{rm
tA4  
■ 虚拟机 Axcm~!uf  
■ 光机系统调试（法医3D光学） K4 >d  
■ 自辐射热分析 lKa}Bcd  
■ 照明设计 E0*81PS  
■ 公差、装配和测试 s*Fmu7o43  
■ 序列和非序列光线追迹模式 a]Lr<i8#%  
■ 多变量优化能力 :|Z*aI]9  
LX3 5Lt  
avT>0b:  
a([cuh.  
Introduction FPu,sz8  
_E1:3N|  
自由曲面 x;C\G`9N  
■ 文献定义: m*(8I=]q  
任何非旋转对称面* _[.`QW~  
对称面绕任何轴旋转,非它的对称轴 kmuF*0Bjk  
■ 非正式:任何非传统的表面(如 NURBS、超高斯变形面) %II |;<  
■ 越来越多地用于光学系统的设计: tn}9(Oa)  
  非成像:接近规范 K}*s^*X  
  成像:越来越多的用于校正像差 /6f$%:q  
高斯叠加面的定义 V43|Ej}E  
\Q &Kd|  
应用案例 h-6kf:XP%  
=XqmFr;h  
激光光束整形 \oaO7w,:"  
<8'}H`w%  
光源：高斯光束TEM00 n0cqM}P@;!  
w 5,-+&;  
目标：平顶光束均匀分布 ;8ugI  
hnyZXk1|  
方法：超高斯曲面可用来整形高斯光束轮廓 VkUMMq{  
7H=/FT?e]  
光源：高斯光束TEM00 @Gl=1  
n}YRE`>D  
六边形格子光源,光源为相干光 b&0q%tCK  
cm-!6'`  
高斯叠加面的定义 0(64}T)  
sqsBGFeG  
操作界面 Bl(we/r  
Id9hC<8$dq  
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。 %kyvtt  
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;3  
优化函数：1、Irradiance Variance   2、Total Maximized Power [X;yJ$  
_O)~<Sk-*z  
优化方法：非线性单纯法；迭代次数50； Q xKC5`1  
T,5]EHe
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优化前后的照度对比： rry 33  
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光路分析 RtN5\  
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超高斯面实例 ——模拟表面产生的随机缺陷 EQMn'>  
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超高斯面实例——抛物线槽型聚光集热器