當今的光學設(shè)計師通常負責尋找糾正更多像差和使用更少表面的方法，并且在更緊湊的幾何形狀中這樣做，這些幾何形狀必須適合從小型醫(yī)療設(shè)備到更可穿戴的增強現(xiàn)實 （AR） 系統(tǒng)的任何設(shè)備。當存在大量折疊表面或復雜的光路約束時，設(shè)置具有多個反射或折射表面的緊湊幾何形狀可能具有挑戰(zhàn)性。為了幫助支持這種類型的設(shè)計工作，CODE V 提供了獨特而強大的自由形式設(shè)計和優(yōu)化工具。

如果您正在設(shè)計自由曲面光學器件，請查看在 CODE V 中支持您的設(shè)計優(yōu)化和分析的前五種工具。

1. Q2D 自由曲面非球面

CODE V 中的 Q2D 自由曲面非球面是優(yōu)化的絕佳工具，它提供了在許多情況下平滑收斂的正交多項式。對于某些設(shè)計，您可能會發(fā)現(xiàn) Q 型多項式非球面由于其正交性而能夠更快地收斂到良好的解，因為它們不太可能在設(shè)計空間中平衡像差而遭受項之間的競爭。此外，CODE V 提供了相對于基礎(chǔ)圓錐頂點的表面使用部分的獨特幾何定位。

Q2D 自由曲面非球面全反射、不對稱設(shè)計

2. 模擬非球面偏離基圓錐曲面的方法

對于自由形式的非球面曲面的子集，CODE V 現(xiàn)在提供了兩種方法來模擬非球面偏離基礎(chǔ)圓錐曲面。第一種獨特的方法允許使用離軸角度參數(shù) - omega - 來表示將使用圓錐表面離軸多遠。表面的局部坐標將通過角度歐米茄的表面偏移來定位。CODE V 還提供 X 和 Y 偏移參數(shù)，以移動多項式偏離的原點。

在代碼 V 中應(yīng)用于基圓錐上的自由形式多項式偏離

CODE V 中新的擴展 Fringe Zernike 多項式曲面提供了與設(shè)計人員用于光學系統(tǒng)建模相同的多項式，但擴展到高達 R 的高階徑向項30.

3. 系數(shù)表

從 CODE V 11.3 開始，設(shè)計人員可以訪問一個獨特的系數(shù)表，該表允許以友好的視覺格式快速查看系統(tǒng)的對稱條件以及與該對稱條件的相應(yīng)合規(guī)性（或不合規(guī)性）。對滿足（或不符合）系統(tǒng)所需對稱條件的系數(shù)具有這種可見性，可以最有效地使用設(shè)計優(yōu)化變量，并有助于保持對有效變量的了解和使用，以便進行系統(tǒng)改進。

為光學系統(tǒng)假設(shè)無對稱條件的二維系數(shù)網(wǎng)格

2D 系數(shù)網(wǎng)格突出顯示光學系統(tǒng)的 X-Z 對稱條件

4. 地表偏離、下垂和邊坡信息的可視化

CODE V 可以輕松可視化您設(shè)計的表面，以了解非球面坡度的陡峭程度。通過使用內(nèi)置功能查看曲面偏離以及下垂和坡度信息，您可以查看潛在的問題區(qū)域，并通過設(shè)計優(yōu)化中的進一步控制來優(yōu)化曲面形狀。

Q2D自由形式非球面下垂圖

5. 基于切比雪夫多項式的用戶定義曲面（UDS）

對于需要優(yōu)化直線瞳孔的光學系統(tǒng)，CODE V提供了基于切比雪夫多項式的新用戶定義表面（UDS），這對于具有方形或矩形孔徑的系統(tǒng)非常有用。此表面表示包括最多 14 的項千訂購在優(yōu)化現(xiàn)代、折疊、緊湊設(shè)計時的額外靈活性。

切比雪夫系數(shù)表

兩個帶有切比雪夫表面的鏡面反射器

在CODE V中使用這些新的強大工具來設(shè)計自由曲面光學系統(tǒng)可以節(jié)省時間。當您將這些工具與 CODE V 的優(yōu)化強度和速度相結(jié)合時，您將看到將設(shè)計從初步階段到最終驗收的效率提高。

審核編輯：郭婷