基于网格梯度和形状因子的自由曲面透镜设计

作     者：陆建东 陈嘉文 刘锐 马佩服 李纲 Lu Jiandong;Chen Jiawen;Liu Rui;Ma Peifu;Li Gang

作者机构：浙江工业大学理学院浙江杭州310023 杭州心海光联科技有限公司浙江杭州310005 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2024年第44卷第4期

页      面：293-299页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

主　　题：光学设计 非成像光学 可积映射关系 拓扑守恒 等面保形 

摘      要：采用基于梯度和形状因子的网格优化方法适配能量分布并提升映射关系的可积性,在光源投影单位圆和目标面内分别进行等量初始四边形网格划分,使节点一一对应,并构建网格面积和映射关系可积性的权重评价函数。在保证所有节点位置拓扑关系不变的条件下,通过面积差场梯度和形状因子迭代调整网格分布,使映射关系满足能量分布要求同时优化可积性。基于网格优化的映射关系求解自由曲面并生成透镜,仿真所得非均匀光斑满足设计要求。该方法简化了平滑映射关系的求解过程,可以作为一种高效设计方法用于非均匀自由曲面透镜设计。