目前常用的自由
曲面照明設計方法大體有以下幾類:
`XRb:d^ zke~!"iq 1. ODE、PDE設計方法
7Ohu$5\ 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。
X_Of k 優(yōu)點:設計效率高; 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。
^Xz`hR ^5iY/t~Q 2.
優(yōu)化設計
4FP~+ 自由曲面的優(yōu)化設計主要包含三個部分: (a) 設計初始
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)。
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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)。
sfBjA E;+OD&| 3. SMS方法
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BpgMi( 該方法基于擴展光源,根據(jù)設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)。
Hi 0df3t 優(yōu)點:設計效率高,可實現(xiàn)擴展光源的
光束整形;缺點:對于復雜照明,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。
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tRH< I}CA-8 4. Monge-Ampere (MA) equation 方法
T"0)%k8lJ 該方法基于理想光源,將一個自由曲面照明設計問題轉(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)。
=xQfgj 優(yōu)點:設計效率極高,可實現(xiàn)復雜照明;缺點:設計結(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)
d?+oT0pCH ;ZW}47:BS6 總的來說,目前SMS方法是實現(xiàn)擴展光源光束整形最有效的方法,而MA方法則是理想光源照明設計方法中最有效的。
UHDI9>G~, ^# g;"K0 上一次發(fā)帖跟大家分享了2013年之前我的幾篇文章,這次想跟大家分享一下我在2013年所發(fā)表的幾篇文章,這幾篇文章由淺入深分別闡述了MA方法的建立、MA方法在自由曲面照明中的優(yōu)勢以及MA方法的一些特性。
"a_D]D(d5 _WkcJe` 吳仍茂
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