[技术]自由曲面‐高斯叠加面的设计与优化 [复制链接]

What is FRED？ [7I:Dm  
HMd?`  
■ 光机系统一体的设计分析工具 ;M~,S^U  
■ 杂光分析 `+,?%W)  
■ 相干光传播 RTmp$lV  
■ 成像系统设计和照片真实渲染 $g>bp<9v4  
■ 虚拟机 0AO^d[v  
■ 光机系统调试（法医3D光学） v9f+ {Y%-  
■ 自辐射热分析 H$I~Vz[\yb  
■ 照明设计 u@_|4Bp,"  
■ 公差、装配和测试 #/YS  
■ 序列和非序列光线追迹模式 eK7A8\;e  
■ 多变量优化能力 _&-d0'+  
=Y2 Rht  
_Raf7W  
v`|]57?A  
Introduction 1/-3m P
o  
YS|Dw'%g /  
自由曲面 m*y&z'e\  
■ 文献定义: :E")Zw&sW3  
任何非旋转对称面* 0|AgmW_7 .  
对称面绕任何轴旋转,非它的对称轴 W8& )UtWQ  
■ 非正式:任何非传统的表面(如 NURBS、超高斯变形面) h.Qk{v  
■ 越来越多地用于光学系统的设计: ?Bu*%+  
  非成像:接近规范 );!ND%  
  成像:越来越多的用于校正像差 7NvKpinQ  
高斯叠加面的定义 pT,8E(*l2  
QM(xMq  
应用案例 T_*inPf  
n-9xfn0U~#  
激光光束整形 #L.,aTA<  
chICc</l&  
光源：高斯光束TEM00 }TTghE!  
x;?8Zr  
目标：平顶光束均匀分布 FJ0I&FyWs  
Q/|.=:~FO  
方法：超高斯曲面可用来整形高斯光束轮廓 +?)7l  
-E}X`?WhD  
光源：高斯光束TEM00 B{/og*xd*1  
)c11_1;  
六边形格子光源,光源为相干光 $OZ=
L  
U`6|K$@  
高斯叠加面的定义 ]gBnzh.  
ZUS-4'"$  
操作界面 !.UE}^TV  
ST{Vi';}  
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。 }#7l-@{<  
p$,G`'l  
优化函数：1、Irradiance Variance   2、Total Maximized Power }ktIG|GC  
Mxl;Im]!`.  
优化方法：非线性单纯法；迭代次数50； WaB0?jI  
N}#Rw2Vl  
优化前后的照度对比： 4M&$wi  
h\!8*e;RAW  
光路分析 v?."`,e  
O|t>.<T?  
超高斯面实例 ——模拟表面产生的随机缺陷 r|l?2 eO~  
Cf(WO-F^  
超高斯面实例——抛物线槽型聚光集热器