CODE V中幾種設(shè)計自由曲面的工具

如今，光學(xué)設(shè)計師的任務(wù)往往是設(shè)計出使用更少的表面，修正更多的像差的光學(xué)系統(tǒng)，并且要求以更微小緊湊的幾何結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)，這些緊湊的幾何結(jié)構(gòu)必須適用于從小型醫(yī)療器械到可穿戴的增強現(xiàn)實系統(tǒng)（AR）的許多應(yīng)用。建立具有多個反射面或折射面的緊湊幾何結(jié)構(gòu)是具有挑戰(zhàn)性的。為了幫助這種類型的設(shè)計工作，CODE V提供了獨特而強大的自由曲面設(shè)計和優(yōu)化工具。

如果你正在設(shè)計自由曲面光學(xué)，可以使用CODE V的這五種工具。

1. Q2D自由曲面

CODE V中的Q2D自由曲面是一個很好的優(yōu)化工具，提供了在許多情況下都可以平滑收斂的正交多項式。對于一些設(shè)計，你可能會發(fā)現(xiàn)Q型多項式非球面由于其正交性，能夠更快的收斂到一個好的解，因為Q型多項式在設(shè)計空間的像差平衡方面不會受到多項式各項之間的競爭。此外，CODE V提供了獨特的使用部分表面相對于基本圓錐頂點的幾何定位方式。

優(yōu)化好的AR系統(tǒng)的3D CAD導(dǎo)出圖

Q2D自由曲面全反射，非對稱設(shè)計

2. 偏離基本二次曲面的非球面建模方法

對于一部分自由曲面，CODE V目前提供兩種偏離基本二次曲面的非球面建模方法。第一種是比較特殊的方法，可以使用離軸角參數(shù)Ω來表示圓錐曲面離軸的距離。表面的局部坐標(biāo)將通過Ω角定位表面的偏移量。CODE V還提供X和Y的偏移參數(shù)為多項式偏離來移動原點。

CODE V中基于二次曲面的自由曲面多項式偏移

CODE V中新加入的擴展條紋Zernike多項式表面提供了同種類型的多項式，已經(jīng)被很多設(shè)計師用在了他們的光學(xué)系統(tǒng)的建模中，但是擴展條紋Zernike多項式可以擴展到更高階徑向項至R30項。

3. 系數(shù)表格

從CODE V11.3開始，設(shè)計師可以訪問一個特別的系數(shù)表格。這個系數(shù)表格使得系統(tǒng)的對稱條件和相關(guān)的符合（或不符合）的對稱條件，以一種友好的可視化格式被快速地看到。對于滿足(或不滿足)系統(tǒng)期望的對稱條件的系數(shù)狀態(tài)具有可視性，可以最有效地使用優(yōu)化變量，并有助于保持對系統(tǒng)改進中有效變量的認(rèn)識和使用。

沒有對稱條件的光學(xué)系統(tǒng)的2D系數(shù)網(wǎng)格

X-Z平面有對稱條件的2D系數(shù)網(wǎng)格