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  • 基于切比雪夫多項(xiàng)式的全新自由曲面設(shè)計(jì)與運(yùn)用

    作者:Zemax China 來(lái)源:投稿 時(shí)間:2018-03-27 18:09 閱讀:12541 [投稿]
    OpticStudio 中新增的全新 2D 自由曲面設(shè)計(jì)以切比雪夫多項(xiàng)式為基礎(chǔ),提升了自由曲面光學(xué)元件設(shè)計(jì)的靈活性,并推動(dòng)了制造工藝多樣性。我們的設(shè)計(jì)包括將高斯輸入光束轉(zhuǎn)化為均勻照明的反射鏡和 TMA 望遠(yuǎn)鏡。

    制造 反射鏡期間,很可能造出的部件直徑會(huì)比最終直徑大。讓我們來(lái)看看切比雪夫設(shè)計(jì)(下方上圖所示)使用 60mm 而非 50mm 直徑的曲面矢高,并將其與澤尼克設(shè)計(jì)(下方下圖所示)使用同樣擴(kuò)徑進(jìn)行對(duì)比:



    上圖所示的曲面矢高圖比例相同,顯然,在部件的邊緣,即為其設(shè)計(jì)曲面的孔徑外側(cè),使用澤尼克曲面類(lèi)型與使用切比雪夫多項(xiàng)式類(lèi)型相比,矢高的偏離大得多。從可制造性的角度來(lái)看,與澤尼克類(lèi)型相比,切比雪夫多項(xiàng)式類(lèi)型有明顯優(yōu)勢(shì),因?yàn)橛脩?hù)可以更好地控制元件邊緣的矢高。

    總結(jié)

    我們提供了在 OpticStudio 中使用全新切比雪夫多項(xiàng)式曲面設(shè)計(jì)具有與 TMA 照明均勻度一致的反射鏡的示例。示例顯示,采用切比雪夫多項(xiàng)式曲面的照明器設(shè)計(jì)可與使用 XY 多項(xiàng)式曲面的同類(lèi)設(shè)計(jì)相媲美;谌蛎娴 TMA 設(shè)計(jì)可使用澤尼克曲面類(lèi)型均得到了改進(jìn),但利用切比雪夫多項(xiàng)式曲面做出了進(jìn)一步的改進(jìn),增加了其可制造性。除改善可制造性外,切比雪夫多項(xiàng)式曲面也為用戶(hù)提供了選擇,可支持不同程度的不對(duì)稱(chēng)性,對(duì)于優(yōu)化開(kāi)始時(shí)尚不知道最終設(shè)計(jì)形狀的情況大有幫助。

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