[技术]自由曲面‐高斯叠加面的设计与优化 [复制链接]

What is FRED？ yoE-
a  
B<W}:>3  
■ 光机系统一体的设计分析工具 =fS
Tncq  
■ 杂光分析 IRW0.'Dn  
■ 相干光传播 |N,^*xP(6  
■ 成像系统设计和照片真实渲染 /Qgb t  
■ 虚拟机 q4BXrEOw  
■ 光机系统调试（法医3D光学） \F _1C=  
■ 自辐射热分析 cGot0' mB  
■ 照明设计 z/Lb1ND8  
■ 公差、装配和测试 4^(x)r &(?  
■ 序列和非序列光线追迹模式 >=k7#av  
■ 多变量优化能力 Q`CuZkP(  
-]%EX:bm  
k|fM9E  
u5CSx'h]  
Introduction F6{g{ B  
;NP-tA)  
自由曲面 <I,4Kc!  
■ 文献定义: K#FD$,c~  
任何非旋转对称面* LP3#f{U  
对称面绕任何轴旋转,非它的对称轴
W3i<Unq  
■ 非正式:任何非传统的表面(如 NURBS、超高斯变形面) 288mP]a(v_  
■ 越来越多地用于光学系统的设计: T*p7[}#  
  非成像:接近规范 k?cX fj&  
  成像:越来越多的用于校正像差 (nqhX<T>  
高斯叠加面的定义 zU5@~J  
e]<Syrk  
应用案例 0GMb?/
  
3qV^RW&  
激光光束整形 'm0WPS/6E  
rpk8  
光源：高斯光束TEM00 RXRbW%b  
5{ap  
目标：平顶光束均匀分布 `n+uA~  
m?-)SA  
方法：超高斯曲面可用来整形高斯光束轮廓 ~
XUUrg;  
EXdX%T\  
光源：高斯光束TEM00 1@Ba7>%'  
{[uhIJD3g6  
六边形格子光源,光源为相干光 VnuG^)S  
-O})Y>=}  
高斯叠加面的定义 |\bNFnn(  
~HY)$Yp;  
操作界面 Zl_sbIY  
6@aH2+4+  
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。 Eu|/pH=:  

HOD?i_  
优化函数：1、Irradiance Variance   2、Total Maximized Power g.\b@0Uy'  

:7@[=n
  
优化方法：非线性单纯法；迭代次数50； WjBml'^RY  
erI&XI  
优化前后的照度对比： TJ)Nr*U3_  
c|%5SA  
光路分析 k
wi$%  
uNewWtUb(  
超高斯面实例 ——模拟表面产生的随机缺陷 4#t'1tzu#  
`&I6=,YLp  
超高斯面实例——抛物线槽型聚光集热器