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结合面型和视场优化策略的自由曲面设计方法

姚艳霞 袁群 陈露 窦沂蒙 殷慧敏 高志山

姚艳霞, 袁群, 陈露, 窦沂蒙, 殷慧敏, 高志山. 结合面型和视场优化策略的自由曲面设计方法[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1018001-1018001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1018001
引用本文: 姚艳霞, 袁群, 陈露, 窦沂蒙, 殷慧敏, 高志山. 结合面型和视场优化策略的自由曲面设计方法[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1018001-1018001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1018001
Yao Yanxia, Yuan Qun, Chen Lu, Dou Yimeng, Yin Huimin, Gao Zhishan. Freeform surface design method combined with surface and field-of-view optimization[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(10): 1018001-1018001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1018001
Citation: Yao Yanxia, Yuan Qun, Chen Lu, Dou Yimeng, Yin Huimin, Gao Zhishan. Freeform surface design method combined with surface and field-of-view optimization[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(10): 1018001-1018001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1018001

结合面型和视场优化策略的自由曲面设计方法

doi: 10.3788/IRLA201847.1018001
基金项目: 

国家自然科学基金(61505080,61377015);中国科学院天文光学技术重点实验室开放课题(CAS-KLAOT-KF201604)

详细信息
    作者简介:

    姚艳霞(1994-),女,硕士生,主要从事光学设计方面的研究。Email:yanxia_yao@njust.edu.cn

  • 中图分类号: TB133

Freeform surface design method combined with surface and field-of-view optimization

  • 摘要: 为了增大光学系统的视场,针对含有自由曲面的离轴反射式光学系统设计,提出了一种面型优化策略和视场优化策略相结合的优化设计方法。该方法从小视场出发,以表征光学系统波像差的Zernike标准多项式各项系数为评价依据,确定像差分量优化顺序,有针对性地选取和优化XY多项式项系数;计算各视场波像差在全视场波像差的占比,据此调整各视场的优化权重。在小视场范围内优化获得满足光学系统性能指标的结构参数后,逐步拓展视场范围,交替使用面型和视场优化策略,实现全视场范围内光学系统的优化设计。应用该方法设计焦距1 200 mm、F数为12、视场303的含有自由曲面的离轴三反光学系统,仅通过优化15项XY多项式系数表征自由曲面,设计结果接近衍射极限,且有利于指导更宽视场的自由曲面光学系统设计。
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-05-13
  • 修回日期:  2018-06-20
  • 刊出日期:  2018-10-25

结合面型和视场优化策略的自由曲面设计方法

doi: 10.3788/IRLA201847.1018001
    作者简介:

    姚艳霞(1994-),女,硕士生,主要从事光学设计方面的研究。Email:yanxia_yao@njust.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金(61505080,61377015);中国科学院天文光学技术重点实验室开放课题(CAS-KLAOT-KF201604)

  • 中图分类号: TB133

摘要: 为了增大光学系统的视场,针对含有自由曲面的离轴反射式光学系统设计,提出了一种面型优化策略和视场优化策略相结合的优化设计方法。该方法从小视场出发,以表征光学系统波像差的Zernike标准多项式各项系数为评价依据,确定像差分量优化顺序,有针对性地选取和优化XY多项式项系数;计算各视场波像差在全视场波像差的占比,据此调整各视场的优化权重。在小视场范围内优化获得满足光学系统性能指标的结构参数后,逐步拓展视场范围,交替使用面型和视场优化策略,实现全视场范围内光学系统的优化设计。应用该方法设计焦距1 200 mm、F数为12、视场303的含有自由曲面的离轴三反光学系统,仅通过优化15项XY多项式系数表征自由曲面,设计结果接近衍射极限,且有利于指导更宽视场的自由曲面光学系统设计。

English Abstract

参考文献 (16)

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