留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于Supporting-Ellipsoid方法的自由曲面构造

顾国超 刘洪波 陈家奇 高雁

顾国超, 刘洪波, 陈家奇, 高雁. 基于Supporting-Ellipsoid方法的自由曲面构造[J]. 中国光学, 2014, 7(5): 823-829. doi: 10.3788/CO.20140705.0823
引用本文: 顾国超, 刘洪波, 陈家奇, 高雁. 基于Supporting-Ellipsoid方法的自由曲面构造[J]. 中国光学, 2014, 7(5): 823-829. doi: 10.3788/CO.20140705.0823
GU Guo-chao, LIU Hong-bo, CHEN Jia-qi, GAO Yan. Construction of freeform surface based on Supporting-Ellipsoid method[J]. Chinese Optics, 2014, 7(5): 823-829. doi: 10.3788/CO.20140705.0823
Citation: GU Guo-chao, LIU Hong-bo, CHEN Jia-qi, GAO Yan. Construction of freeform surface based on Supporting-Ellipsoid method[J]. Chinese Optics, 2014, 7(5): 823-829. doi: 10.3788/CO.20140705.0823

基于Supporting-Ellipsoid方法的自由曲面构造

doi: 10.3788/CO.20140705.0823
基金项目: 

吉林省科技发展计划资助项目(No.20130303009GX)

详细信息
    作者简介:

    顾国超(1983- ),男,吉林长春人,硕士,研究实习员,2007年于华中科技大学获得学士学位,2010年于西安交通大学获得硕士学位,主要从事太阳模拟技术方面的研究。

    通讯作者: 刘洪波,E-mail:hbliu120@sina.com
  • 中图分类号: TH703

Construction of freeform surface based on Supporting-Ellipsoid method

  • 摘要: 为了在特定平面上获得任意形式的辐照分布,采用了Supporting-Ellipsoid设计方法来构造自由曲面反射镜。介绍了其设计思想和设计过程,并以具体的设计实例为例构建了自由曲面光学系统。仿真结果表明,在不计反射损失的情况下,系统效率达到了97%,较传统太阳模拟器光学系统提升了3倍以上,不均匀度达到5.26%,与理想状态有一定差距,这是因为设计中兼顾了计算时间和自由曲面光滑性所造成的。
  • [1]

    [1] 陈家奇, 陈兰峰, 王丽, 等. 高准直太阳模拟器的设计与仿真[J]. 光机电信息, 2011, 28(11):68-74. CHEN J Q, CHEN L F, WANG L, et al. Design and simulation of high-collimating solar simulator[J]. OME Information, 2011, 28(11):68-74.(in Chinese)
    [2] 刘洪波, 高雁, 王丽, 等. 高倍聚光太阳模拟器的设计[J]. 中国光学, 2011, 4(6):594-599. LIU H B, GAO Y, WANG L, et al. Design of high-flux solar simulator[J]. China Optics, 2011, 4(6):594-599.(in Chinese)
    [3] 顾国超, 王丽, 刘洪波, 等. 瞬态热量标定系统的太阳模拟器光学系统设计[J]. 中国光学, 2012, 5(6):630-638. GU G CH, WANG L, LIU H B, et al. Optical design of solar simulator used for transient calorimeter calibration system[J]. China Optics, 2012, 5(6):630-638.(in Chinese)
    [4] TAI W, SCHWARTE R. Design of an aspherical lens to generate a homogenous irradiance for three-dimensional sensors with a light-emitting diode source[J]. Appl. Opt., 2000, 39(31):5801-5805.
    [5] LIU P, WU R M, ZHENG ZH R, et al. Optimized design of LED freeform lens for uniform circular illumination[J]. Zhejiang Univ-Sci C(Computers&Electronics), 2012, 13(12):929-936.
    [6] 陈家奇, 顾国超. 利用映射法构造自由曲面反射镜[J]. 长春理工大学学报, 2013, 36(6):1-5. CHEN J Q, GU G CH. Using Mapping-method to FormFreeform surface Reflector[J]. J. Changchun University of Science and Technology, 2013, 36(6):1-5.(in Chinese)
    [7] SCHRUBEN J S. Formulation of a reflcetor-design problem for a lighting fixture[J]. Optical Society of America, 1972, 62(12):1498-1501.
    [8] RIES H. Tailored freeform optical surface[J]. Opt. Soc. Am. A, 2002, 19(3):590-595.
    [9] BEN TEZ P, MI ANO J C, BLEN J, et al. Simultaneous multiple surface optical design method in three dimensions[J]. Opt. Eng., 2004, 43(7), 1489 1502.
    [10] SEROKA S, SERTL S. Modeling of refractive freeform surfaces by a nonlinear PDE for the generation of a given target light distribution[C]. International Light Simulation Symposium, Nuremberg, Germany, 7-8 March, 2012.
    [11] WU R, XU L, LIU P, et al. Freeform illumination design:a nonlinear boundary problem for the elliptic Monge-Amp ere equation[J]. Optics Letters, 2013, 38:229-231.
    [12] B UERLE A, BRUNETON A, WESTER R, et al. Algorithm for irradiance tailoring using multiple freeform optical surfaces[J]. Opt. Express, 2012, 20:14477-14485.
    [13] FENG Z, HUANG L, JIN G, et al. Designing double freeform optical surfaces for controlling both irradiance and wavefront[J]. Optics Express, 2013, 21(23):28693-28701.
    [14] KOCHENGIN S A, OLIKER V I. Determination of reflector surfaces from near-field scattering data Ⅱ. Numerical solution[J]. Numerische Mathematik, 1998, 79(4):553-568.
    [15] WANG L, QIAN K Y, LUO Y. Discontinuous free-form lens design for prescribed irradiance[J]. Appl. Opt., 2007, 46:3716-3723.
    [16] DING Y, LIU X, ZHENG Z R, et al. Freeform LED lens for uniform illumination[J]. Opt. Express, 2008, 16:12958-12966.
    [17] 丁毅, 郑臻荣, 顾培夫.实现LED 照明的自由曲面透镜设计[J].光子学报, 2009, 38(6):1486-1490. DING Y, ZHENG ZH R, GU P F. Freeform lens design for LED illmination[J]. Acta Photonica Sinica, 2009, 38(6):1486-1490.(in Chinese)
    [18] D'ERRICO J. Surface fitting using gridfit[EB/OL].[2010-06-20].http://www.mathworks.cn/matlabcentral/fileexchange/8998-surface-fitting-using-gridfit.

  • [1] 吕强, 王玮, 刘兆武, 宋莹, 姜珊, 刘林, 巴音贺希格, 李文昊.  五维自由度衍射光栅精密测量系统 . 中国光学, 2020, 13(1): 189-202. doi: 10.3788/CO.20201301.0189
    [2] 姜涛, 张桂林, 高俊鹏.  面向机器视觉检测的缸体横孔照明 . 中国光学, 2020, 13(6): 1285-1292. doi: 10.37188/CO.2020-0054
    [3] 张磊.  光学自由曲面自适应干涉检测研究新进展 . 中国光学, 2020, 13(6): 1-18. doi: 10.37188/CO.2020-0126
    [4] 张佳伦, 郑玉权, 蔺超, 纪振华.  消像散的自由曲面棱镜光谱仪光学系统设计 . 中国光学, 2020, 13(4): 842-851. doi: 10.37188/CO.2019-0049
    [5] YU Bai-hua, TIAN Zhi-hui, SU Dong-qi, SUI Yong-xin, YANG Huai-jiang.  Optical design of an ultra-short-focus projection system with low throw ratio based on a freeform surface mirror . 中国光学, 2020, 13(2): 363-371. doi: 10.3788/CO.20201302.0363
    [6] 黄颂超, 冯云鹏, 程灏波.  非对称轻小型头盔显示器光学系统设计 . 中国光学, 2020, 13(4): 832-841. doi: 10.37188/CO.2019-0193
    [7] 谷茜茜, 崔占刚, 亓波.  基于离轴自由曲面的激光通信光学天线设计 . 中国光学, 2020, 13(3): 547-557. doi: 10.3788/CO.2019-0157
    [8] 全向前, 陈祥子, 全永前, 李晨.  深海光学照明与成像系统分析及进展 . 中国光学, 2018, 11(2): 153-165. doi: 10.3788/CO.20181102.0153
    [9] 张磊, 刘东, 师途, 杨甬英, 李劲松, 俞本立.  光学自由曲面面形检测技术 . 中国光学, 2017, 10(3): 283-299. doi: 10.3788/CO.20171003.0283
    [10] 刘韬, 胡玥, 董健, 申军立.  激光主动照明光学系统设计 . 中国光学, 2016, 9(3): 342-348. doi: 10.3788/CO.20160903.0342
    [11] 孙景旭, 刘洪兴, 许艳军, 刘则洵, 李葆勇, 任建伟.  4m直径均匀扩展定标光源 . 中国光学, 2015, 8(5): 823-831. doi: 10.3788/CO.20150805.0823
    [12] 张一舟, 许廷发, 刘子伟, 申子宜, 郭巳秋.  基于Savitzky-Golay加权拟合的红外图像非均匀性条带校正方法 . 中国光学, 2015, 8(1): 51-59. doi: 10.3788/CO.20150801.0051
    [13] 张晓龙, 刘英, 王健, 周昊, 孙强.  不同非均匀性校正温度的红外测温技术 . 中国光学, 2014, 7(1): 150-155. doi: 10.3788/CO.20140701.0150
    [14] 师途, 杨甬英, 张磊, 刘东.  非球面光学元件的面形检测技术 . 中国光学, 2014, 7(1): 26-46. doi: 10.3788/CO.20140701.026
    [15] 王晶, 崔恩坤.  大视场曲面复眼光学系统设计 . 中国光学, 2014, 7(6): 969-974. doi: 10.3788/CO.20140706.0969
    [16] 张春雷, 向阳.  超光谱成像仪图像均匀性校正 . 中国光学, 2013, 6(4): 584-590. doi: 10.3788/CO.20130604.0584
    [17] 宁永慧, 郭永飞.  TDICCD拼接相机的像元响应非均匀性校正方法 . 中国光学, 2013, 6(3): 386-394. doi: 10.3788/CO.20130603.0386
    [18] 于树海, 王建立, 董磊, 刘欣悦, 王国聪.  基于非均匀周期采样的傅里叶望远镜时域信号采集方法 . 中国光学, 2013, 6(3): 395-401. doi: 10.3788/CO.20130603.0395
    [19] 李仁先, 韩香娥, 帕尔哈提江·吐尔孙.  均匀球扭矩德拜级数分析 . 中国光学, 2011, 4(1): 53-59.
    [20] 李淳, 孙强, 刘英, 卢欣霁, 王健, 孙金霞, 刘建卓, 曲锋.  眼底相机的均匀照明及消杂光干扰设计 . 中国光学, 2010, 3(4): 363-368.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  346
  • HTML全文浏览量:  22
  • PDF下载量:  556
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-04-11
  • 修回日期:  2014-06-13
  • 刊出日期:  2014-09-25

基于Supporting-Ellipsoid方法的自由曲面构造

doi: 10.3788/CO.20140705.0823
    基金项目:

    吉林省科技发展计划资助项目(No.20130303009GX)

    作者简介:

    顾国超(1983- ),男,吉林长春人,硕士,研究实习员,2007年于华中科技大学获得学士学位,2010年于西安交通大学获得硕士学位,主要从事太阳模拟技术方面的研究。

    通讯作者: 刘洪波,E-mail:hbliu120@sina.com
  • 中图分类号: TH703

摘要: 为了在特定平面上获得任意形式的辐照分布,采用了Supporting-Ellipsoid设计方法来构造自由曲面反射镜。介绍了其设计思想和设计过程,并以具体的设计实例为例构建了自由曲面光学系统。仿真结果表明,在不计反射损失的情况下,系统效率达到了97%,较传统太阳模拟器光学系统提升了3倍以上,不均匀度达到5.26%,与理想状态有一定差距,这是因为设计中兼顾了计算时间和自由曲面光滑性所造成的。

English Abstract

顾国超, 刘洪波, 陈家奇, 高雁. 基于Supporting-Ellipsoid方法的自由曲面构造[J]. 中国光学, 2014, 7(5): 823-829. doi: 10.3788/CO.20140705.0823
引用本文: 顾国超, 刘洪波, 陈家奇, 高雁. 基于Supporting-Ellipsoid方法的自由曲面构造[J]. 中国光学, 2014, 7(5): 823-829. doi: 10.3788/CO.20140705.0823
GU Guo-chao, LIU Hong-bo, CHEN Jia-qi, GAO Yan. Construction of freeform surface based on Supporting-Ellipsoid method[J]. Chinese Optics, 2014, 7(5): 823-829. doi: 10.3788/CO.20140705.0823
Citation: GU Guo-chao, LIU Hong-bo, CHEN Jia-qi, GAO Yan. Construction of freeform surface based on Supporting-Ellipsoid method[J]. Chinese Optics, 2014, 7(5): 823-829. doi: 10.3788/CO.20140705.0823
参考文献 (1)

目录

    /

    返回文章
    返回