用于自由曲面设计的五大CODE V工具

发布时间: 2023-08-02 14:24:20 电子资讯发布人: 久芯网浏览量: 37

本文说明在进行自由曲面光学设计时，CODE V当中可以帮助完成设计最佳化和分析的五大工具。...

使用更少的表面，校正更多的像差，并且要以更紧凑的结构，适应从小型医疗仪器到可穿戴AR装置的各种系统，这是今天的光学设计人员经常需要面对的需求。

在系统中包含多个折叠的表面或者复杂的光路限制时，建立具有多个折射或反射面的紧凑型结构将会是一项具有挑战性的任务。为了帮助完成这类设计工作，CODE V提供了许多独特而又强大的自由曲面设计和最佳化工具。

如果您正在进行自由曲面光学设计，请查看CODE V中可以帮助完成设计最佳化和分析的五大工具。

1.Q2D自由曲面

CODE V中的Q2D自由曲面是用于最佳化的得力工具，它提供的正交多项式在许多情况下能够平滑收敛。对于有些设计，您可能会发现Q-type多项式非球面能够更快地收敛到一个好的解，这是因为在设计空间中平衡像差时正交性会避免各项之间的竞争。另外，CODE V还提供一个特別的功能，可以设定表面的使用区域相对于参考二次曲面顶点的几何位置。

图一 : 使用Q2D自由曲面的非对称设计，全部为反射面

2.非球面与参考二次曲面偏离量的建模方式

对于CODE V中的部分自由曲面，现在支援2种方法用来对非球面偏离基底圆锥面建立模型。第一种方式比较特別，允许设定离轴角参数 omega，表示要使用的圆锥曲面区域的离轴程度。表面区域座标的位置将会根据omega角而偏移。另外，CODE V还允许使用X和Y偏移参数，设定多项式偏离量的座标原点。

图二 : CODE V中作用在基底圆锥曲面上的自由曲面多项式偏离

CODE V中新的扩展Fringe Zernike多项式面型，与设计者在光学系统建模中常用的多项式具有相同的形式，但是在径向扩展高达R30。

3.自由曲面系数表

从CODE V 11.3版本开始，设计者可以使用一个特別设计的自由曲面系数表。该表格以对使用者友善的显示格式，说明快速检查系统的对称性，以及符合（或违反）对称性的状况。标示出这些满足（或不满足）所需的系统对称性条件的系数项，不仅有助于高效地使用设计最佳化变数，还能够知晓并使用那些对改进系统有效的变数。