Kaedah reka bentuk untuk penyelesaian permukaan bentuk bebas terutamanya termasuk pengoptimuman berulang dan pemetaan langsung.
Kaedah Pengoptimuman Iteratif
Kaedah pengoptimuman berulang adalah untuk mengoptimumkan reka bentuk permukaan bentuk bebas dengan berulang kali mengubahsuai parameter berdasarkan struktur awal sistem optik yang diketahui. Langkah -langkah tertentu adalah seperti berikut:
Mengurangkan struktur awal sistem optik : Ini adalah langkah pertama dalam proses reka bentuk, dan rangka asas sistem optik perlu dijelaskan.
Pilih pembolehubah pengoptimuman dan fungsi penilaian Pilih pembolehubah pengoptimuman yang sesuai dan fungsi penilaian mengikut keperluan reka bentuk untuk mengukur kualiti reka bentuk.
Adjust Parameter menggunakan algoritma pengoptimuman: Gunakan perisian reka bentuk bantuan komputer seperti ANSYS Zemax untuk secara beransur-ansur menyesuaikan parameter menggunakan algoritma pengoptimuman untuk mendapatkan nilai fungsi penilaian terbaik. Kaedah pengoptimuman berulang boleh mengira sejumlah besar sinar pada masa yang sama dan secara beransur -ansur meningkatkan pembolehubah mengikut keperluan, tetapi kitaran reka bentuk panjang dan bergantung kepada struktur awal.
Kaedah pemetaan langsung
Kaedah pemetaan langsung adalah untuk mewujudkan model pemetaan dan penyebaran cahaya berdasarkan prinsip optik untuk menyelesaikan data permukaan permukaan bentuk bebas. Kaedah utama termasuk yang berikut:
Kaedah Persamaan Pembezaan Bahagian : Berdasarkan prinsip optik geometri, dengan mewujudkan persamaan pembezaan separa yang menggambarkan permukaan bentuk bebas, dan menyelesaikan persamaan secara berangka dengan nilai awal yang diberikan, parameter ciri permukaan bebas diperoleh 1.
Kaedah Multi-permukaan yang sama: Juga dikenali sebagai kaedah laluan optik yang sama, berdasarkan teorem fermat dan teori sinar tepi, hubungan antara kejadian dan laluan optik gelombang keluar dikira. Ia sesuai untuk reka bentuk pencahayaan sistem simetri, tetapi pengiraannya adalah kompleks dan sukar untuk diproses untuk sistem asimetris.
Point-by-point construction method : Ia dibahagikan kepada pembinaan titik demi dua dimensi dan pembinaan titik demi tiga dimensi. Dengan mewujudkan hubungan pemetaan cahaya antara sumber cahaya dan permukaan sasaran, parameter ciri titik kejadian dan titik keluar dikira.
Kes permohonan tertentu
Dalam reka bentuk kanta permukaan bentuk bebas, perisian Code V membolehkan penetapan parameter sudut luar paksi dan sisihan polinomial untuk membantu pereka mencapai kawalan yang lebih tepat dalam pemodelan sistem optik. Di samping itu, permukaan bentuk bebas juga digunakan secara meluas dalam micromachining laser, pinset optik, mikroskopi optik dan bidang lain. Corak spot spesifik dicapai dengan memfokuskan dan mengawal selia pemindahan tenaga medan cahaya.