基于面形斜率的高斯径向基自由曲面优化设计及公差分析

• 作者: 张效栋 张赞 王灵杰 肖流长 赵星
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 光学自由曲面 高斯径向基 面形斜率 设计 公差
• 年，卷（期）: 2019,（12）
• 所属期刊栏目: 现代应用光学
• 页码范围: 2499-2508
• 页数: 10页
• 分类号: O439|TN873
• 字数: 4625字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20192712.2499

摘要

基于面形斜率的高斯径向基自由曲面模型在面形表征和系统设计中具有优势,但基函数数目较多,导致优化效率低、公差分析困难等问题.本文对基于面形斜率的高斯径向基模型优化设计和公差分析方法开展研究,利用模型的面形表征局域特性,将全局优化和局部优化相结合,提出了一种新的优化设计方法.利用数学统计的方法,确定了基函数系数和自由曲面面形矢高之间的线性关系,直接设定系数公差范围初值,通过大样本统计后确定自由曲面的合理面形公差.将该优化设计和公差分析方法应用到基于面形斜率的高斯径向基自由曲面型头戴显示系统,设计结果表明:头戴显示系统全视场内在23 lp/mm处大于0.3,系统最大畸变为3.45％,达到了系统设计指标,并基于公差分析结果进行实验系统集成,成功实现了图像显示.本文所提出的优化设计方法和公差分析方法为基于面形斜率的高斯径向基自由曲面模型和其他局域型自由曲面模型的应用提供了重要的借鉴意义.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王灵杰	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光学系统先进制造技术中国科学院重点实验室	27	115	6.0	10.0
2	赵星	南开大学现代光学研究所	26	232	10.0	14.0
4	张效栋	天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津微纳制造工程技术中心	29	254	8.0	15.0
5	张赞	南开大学现代光学研究所	4	10	1.0	3.0
8	肖流长	南开大学现代光学研究所	1	0	0.0	0.0