目前常用的自由
曲面照明設(shè)計(jì)方法大體有以下幾類:
e:2e5gz ]rAaErB'; 1. ODE、PDE設(shè)計(jì)方法
|Iq#Q3w 該類方法一般基于理想
光源(點(diǎn)光源或者平行光),將自由曲面
照明設(shè)計(jì)問題轉(zhuǎn)化成一個常微分方程(ODE)或者一個偏微分方程組(PDEs),然后根據(jù)事先定義一個從光源到目標(biāo)面的能量映射關(guān)系(mapping)通過數(shù)值求解即可獲得曲面面型。
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a 優(yōu)點(diǎn):設(shè)計(jì)效率高; 缺點(diǎn):對于非軸旋轉(zhuǎn)對稱的照明,該方法難以獲得連續(xù)的曲面。
-bJC+Yn s,~)5nL 2.
優(yōu)化設(shè)計(jì)
8":O\^i 自由曲面的優(yōu)化設(shè)計(jì)主要包含三個部分: (a) 設(shè)計(jì)初始
結(jié)構(gòu),(b) 曲面
參數(shù)化(也即優(yōu)化變量的選擇)以及(c)構(gòu)建評價
函數(shù)。
iH&BhbRu_ 優(yōu)點(diǎn):可獲得連續(xù)的面型;缺點(diǎn):(a)耗時,(b)只能實(shí)現(xiàn)一些簡單的照明(如具有較好對稱性的照明情況)。
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~XDcc 3. SMS方法
slPLc 該方法基于擴(kuò)展光源,根據(jù)設(shè)計(jì)要求事先建立入射波前和出射波前之前的光程關(guān)系,然后根據(jù)該光程關(guān)系利用折射定律即可獲得面型數(shù)據(jù)。
>U4hsr05 優(yōu)點(diǎn):設(shè)計(jì)效率高,可實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展光源的
光束整形;缺點(diǎn):對于復(fù)雜照明,很難建立很難建立起入射波前和出射波前之間的光程關(guān)系。
UB5X2uBv $K-od3h4= 4. Monge-Ampere (MA) equation 方法
R>|)-"b( ` 該方法基于理想光源,將一個自由曲面照明設(shè)計(jì)問題轉(zhuǎn)化成一個帶非線性邊界條件的橢圓型MA方程,之后通過構(gòu)建迭代格式并借助牛頓法即可獲得曲面面型數(shù)據(jù)。
LS(J%\hMDm 優(yōu)點(diǎn):設(shè)計(jì)效率極高,可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜照明;缺點(diǎn):設(shè)計(jì)結(jié)果對初始結(jié)構(gòu)有一定的依賴性(不過依賴性不是很強(qiáng))
Cx,)$!1 QVEGd"WvvO 總的來說,目前SMS方法是實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展光源光束整形最有效的方法,而MA方法則是理想光源照明設(shè)計(jì)方法中最有效的。
svT1b'=\$I )TH~Tq: 上一次發(fā)帖跟大家分享了2013年之前我的幾篇文章,這次想跟大家分享一下我在2013年所發(fā)表的幾篇文章,這幾篇文章由淺入深分別闡述了MA方法的建立、MA方法在自由曲面照明中的優(yōu)勢以及MA方法的一些特性。
83~9Xb=!\ -XcX1_ 吳仍茂
B`I9 P%%[_6<%M CeDInt-UPM, Madrid, Spain
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