free- 프리 형 표면 솔루션의 설계 방법에는 주로 반복 최적화 및 직접 매핑이 포함됩니다.
반복 최적화 방법
반복 최적화 방법은 광학 시스템의 알려진 초기 구조를 기반으로 매개 변수를 반복적으로 수정하여 자유 형식 표면의 설계를 최적화하는 것입니다. 특정 단계는 다음과 같습니다.
광학 시스템의 초기 구조를 결정하십시오. 이것은 설계 프로세스의 첫 번째 단계이며 광학 시스템의 기본 프레임 워크를 명확히해야합니다.
plesect 디자인의 품질을 측정하기 위해 설계 요구 사항에 따라 최적화 변수 및 평가 기능을 선택하십시오.
최적화 알고리즘을 사용한 조정 매개 변수 : ANSYS ZEMAX와 같은 컴퓨터 보조 설계 소프트웨어를 사용하여 최적화 알고리즘을 사용하여 매개 변수를 점차 조정하여 최상의 평가 함수 값을 얻습니다. 반복 최적화 방법은 많은 수의 광선을 동시에 계산하고 필요에 따라 변수를 점차적으로 증가시킬 수 있지만 설계주기는 길고 초기 구조에 따라 다릅니다.
직접 매핑 방법
직접 매핑 방법은 자유형 표면의 표면 데이터를 해결하기 위해 광학 원리를 기반으로 광 맵핑 및 전파 모델을 설정하는 것입니다. 주요 방법에는 다음이 포함됩니다.
partial 미분 방정식 방법 : 자유 형식 표면을 설명하는 부분 미분 방정식을 설정하고 주어진 초기 값으로 수치 적으로 방정식을 해결함으로써 기하학적 광학의 원리에 기초하여, 자유 형식 표면의 특성 매개 변수가 획득된다.
Simultipultipultipultipulti-surface 방법 : Fermat의 정리 및 가장자리 광선 이론을 기반으로 동일한 광학 경로 방법으로도 알려져 있습니다. 사고와 나가는 웨이브 프론트 광학 경로 사이의 관계가 계산됩니다. 대칭 시스템의 조명 설계에 적합하지만 계산은 복잡하고 비대칭 시스템에 대해 처리하기가 어렵습니다.
Point-by Point Construction 반복 방법 : 2 차원 지점 별 구조 및 3 차원 지점 별 구조로 나뉩니다. 광원과 대상 표면 사이의 광 맵핑 관계를 설정함으로써, 입사점과 출구 지점의 특성 매개 변수가 계산된다.
특정 신청 사례
자유형 표면 렌즈 설계에서 코드 V 소프트웨어는 축외 각도 매개 변수와 다항식 편차를 설정하여 디자이너가 광학 시스템 모델링에서보다 정확한 제어를 달성 할 수 있도록 허용합니다. 또한, 자유형 표면은 또한 레이저 마이크로 머시닝, 광학 핀셋, 광학 현미경 및 기타 필드에서 널리 사용됩니다. 특정 스팟 패턴은 정밀한 초점을 맞추고 조명 필드의 에너지 전달을 조절하여 달성됩니다.