一种自由曲面光学系统初始结构设计方法.docx
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"一种自由曲面光学系统初始结构设计方法" 自由曲面光学系统初始结构设计方法是指在自由曲面光学系统设计中获得初始结构的方法。自由曲面光学系统是一种具有特殊光学性能的光学系统,它的设计需要满足严格的光学要求,例如高光学性能、高光学效率、紧凑体积等。 在自由曲面光学系统设计中,初始结构的选择对设计结果的影响非常大。如果选择了不合适的初始结构,可能会导致设计困难、优化变量多、设计耗时长等问题。因此,选择一个较好的初始结构在自由曲面光学系统设计中非常重要。 传统的初始结构选择方法是从球面系统渐进优化,逐步逼近满足系统要求的设计结果。但是,这种方法需要设计人员多次修改系统优化起点,并通过人工干预的方式让光学软件跳出局部极值,以获得令人满意的自由曲面系统优化起点。 本文提出了一种自由曲面光学系统的直接构建方法,利用理想物像关系和费马原理作为单模块迭代的判据,通过逐点光线追迹的方式直接从平面无光焦度光学系统中获得具有良好优化潜力的初始结构。在迭代的不同阶段,采样疏密不同的特征光线可以加快初始结构求解速度。 在获取初始光学结构后,光学设计软件可以被用于进一步优化像质。该方法在设计紧凑型 150 mm 焦距离轴两反光学系统时,取得了较好的效果,验证了该方法在自由曲面光学系统设计中的可行性。 自由曲面光学系统是一种特殊的光学系统,它的设计需要满足严格的光学要求,例如高光学性能、高光学效率、紧凑体积等。自由曲面光学系统的设计需要考虑多个变量,如光学性能、体积、重量、成本等。因此,自由曲面光学系统的设计需要使用专业的光学设计软件和算法来实现。 自由曲面光学系统的直接构建方法可以应用于各种自由曲面光学系统的设计,如离轴反射望远镜、虚拟现实(VR)头盔、车载机载抬头显示(HUD)等。该方法可以提高自由曲面光学系统设计的效率和质量,降低设计耗时和成本。 本文提出的自由曲面光学系统直接构建方法可以满足自由曲面光学系统设计的需求,提高设计效率和质量,并降低设计耗时和成本。
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