在CODE V中設(shè)計(jì)自由曲面的前5種工具

當(dāng)今的光學(xué)設(shè)計(jì)師通常負(fù)責(zé)尋找糾正更多像差和使用更少表面的方法，并且在更緊湊的幾何形狀中這樣做，這些幾何形狀必須適合從小型醫(yī)療設(shè)備到更可穿戴的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) （AR） 系統(tǒng)的任何設(shè)備。當(dāng)存在大量折疊表面或復(fù)雜的光路約束時(shí)，設(shè)置具有多個(gè)反射或折射表面的緊湊幾何形狀可能具有挑戰(zhàn)性。為了幫助支持這種類型的設(shè)計(jì)工作，CODE V 提供了獨(dú)特而強(qiáng)大的自由形式設(shè)計(jì)和優(yōu)化工具。

如果您正在設(shè)計(jì)自由曲面光學(xué)器件，請(qǐng)查看在 CODE V 中支持您的設(shè)計(jì)優(yōu)化和分析的前五種工具。

1. Q2D 自由曲面非球面

CODE V 中的 Q2D 自由曲面非球面是優(yōu)化的絕佳工具，它提供了在許多情況下平滑收斂的正交多項(xiàng)式。對(duì)于某些設(shè)計(jì)，您可能會(huì)發(fā)現(xiàn) Q 型多項(xiàng)式非球面由于其正交性而能夠更快地收斂到良好的解，因?yàn)樗鼈儾惶赡茉谠O(shè)計(jì)空間中平衡像差而遭受項(xiàng)之間的競(jìng)爭(zhēng)。此外，CODE V 提供了相對(duì)于基礎(chǔ)圓錐頂點(diǎn)的表面使用部分的獨(dú)特幾何定位。

Q2D 自由曲面非球面全反射、不對(duì)稱設(shè)計(jì)

2. 模擬非球面偏離基圓錐曲面的方法

對(duì)于自由形式的非球面曲面的子集，CODE V 現(xiàn)在提供了兩種方法來(lái)模擬非球面偏離基礎(chǔ)圓錐曲面。第一種獨(dú)特的方法允許使用離軸角度參數(shù) - omega - 來(lái)表示將使用圓錐表面離軸多遠(yuǎn)。表面的局部坐標(biāo)將通過(guò)角度歐米茄的表面偏移來(lái)定位。CODE V 還提供 X 和 Y 偏移參數(shù)，以移動(dòng)多項(xiàng)式偏離的原點(diǎn)。

在代碼 V 中應(yīng)用于基圓錐上的自由形式多項(xiàng)式偏離

CODE V 中新的擴(kuò)展 Fringe Zernike 多項(xiàng)式曲面提供了與設(shè)計(jì)人員用于光學(xué)系統(tǒng)建模相同的多項(xiàng)式，但擴(kuò)展到高達(dá) R 的高階徑向項(xiàng)30.

3. 系數(shù)表

從 CODE V 11.3 開(kāi)始，設(shè)計(jì)人員可以訪問(wèn)一個(gè)獨(dú)特的系數(shù)表，該表允許以友好的視覺(jué)格式快速查看系統(tǒng)的對(duì)稱條件以及與該對(duì)稱條件的相應(yīng)合規(guī)性（或不合規(guī)性）。對(duì)滿足（或不符合）系統(tǒng)所需對(duì)稱條件的系數(shù)具有這種可見(jiàn)性，可以最有效地使用設(shè)計(jì)優(yōu)化變量，并有助于保持對(duì)有效變量的了解和使用，以便進(jìn)行系統(tǒng)改進(jìn)。

為光學(xué)系統(tǒng)假設(shè)無(wú)對(duì)稱條件的二維系數(shù)網(wǎng)格

2D 系數(shù)網(wǎng)格突出顯示光學(xué)系統(tǒng)的 X-Z 對(duì)稱條件

4. 地表偏離、下垂和邊坡信息的可視化

CODE V 可以輕松可視化您設(shè)計(jì)的表面，以了解非球面坡度的陡峭程度。通過(guò)使用內(nèi)置功能查看曲面偏離以及下垂和坡度信息，您可以查看潛在的問(wèn)題區(qū)域，并通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化中的進(jìn)一步控制來(lái)優(yōu)化曲面形狀。

Q2D自由形式非球面下垂圖

5. 基于切比雪夫多項(xiàng)式的用戶定義曲面（UDS）

對(duì)于需要優(yōu)化直線瞳孔的光學(xué)系統(tǒng)，CODE V提供了基于切比雪夫多項(xiàng)式的新用戶定義表面（UDS），這對(duì)于具有方形或矩形孔徑的系統(tǒng)非常有用。此表面表示包括最多 14 的項(xiàng)千訂購(gòu)在優(yōu)化現(xiàn)代、折疊、緊湊設(shè)計(jì)時(shí)的額外靈活性。

切比雪夫系數(shù)表

兩個(gè)帶有切比雪夫表面的鏡面反射器

在CODE V中使用這些新的強(qiáng)大工具來(lái)設(shè)計(jì)自由曲面光學(xué)系統(tǒng)可以節(jié)省時(shí)間。當(dāng)您將這些工具與 CODE V 的優(yōu)化強(qiáng)度和速度相結(jié)合時(shí)，您將看到將設(shè)計(jì)從初步階段到最終驗(yàn)收的效率提高。

審核編輯：郭婷