目前常用的自由
曲面照明設(shè)計方法大體有以下幾類:
#XV=,81w ^S#; 1. ODE、PDE設(shè)計方法
k<1yv$/mW 該類方法一般基于理想
光源(點光源或者平行光),將自由曲面
照明設(shè)計問題轉(zhuǎn)化成一個常微分方程(ODE)或者一個偏微分方程組(PDEs),然后根據(jù)事先定義一個從光源到目標面的能量映射關(guān)系(mapping)通過數(shù)值求解即可獲得曲面面型。
I8F+Z 優(yōu)點:設(shè)計效率高; 缺點:對于非軸旋轉(zhuǎn)對稱的照明,該方法難以獲得連續(xù)的曲面。
*2X6;~ 8$Q`wRt(% 2.
優(yōu)化設(shè)計
HN47/]"* 自由曲面的優(yōu)化設(shè)計主要包含三個部分: (a) 設(shè)計初始
結(jié)構(gòu),(b) 曲面
參數(shù)化(也即優(yōu)化變量的選擇)以及(c)構(gòu)建評價
函數(shù)。
WSThhI 優(yōu)點:可獲得連續(xù)的面型;缺點:(a)耗時,(b)只能實現(xiàn)一些簡單的照明(如具有較好對稱性的照明情況)。
BEZ~<E&0H !\]^c 3. SMS方法
WlL(NrVA@@ 該方法基于擴展光源,根據(jù)設(shè)計要求事先建立入射波前和出射波前之前的光程關(guān)系,然后根據(jù)該光程關(guān)系利用折射定律即可獲得面型數(shù)據(jù)。
`s}* 優(yōu)點:設(shè)計效率高,可實現(xiàn)擴展光源的
光束整形;缺點:對于復(fù)雜照明,很難建立很難建立起入射波前和出射波前之間的光程關(guān)系。
c=\tf~}^Ms ^Fk;t 4. Monge-Ampere (MA) equation 方法
[ X*p
[ 該方法基于理想光源,將一個自由曲面照明設(shè)計問題轉(zhuǎn)化成一個帶非線性邊界條件的橢圓型MA方程,之后通過構(gòu)建迭代格式并借助牛頓法即可獲得曲面面型數(shù)據(jù)。
6*8Wtq 優(yōu)點:設(shè)計效率極高,可實現(xiàn)復(fù)雜照明;缺點:設(shè)計結(jié)果對初始結(jié)構(gòu)有一定的依賴性(不過依賴性不是很強)
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