自由曲面成像光学系统计算机辅助设计的研究

自由曲面在成像光学系统中应用可以大幅提高系统性能，减小系统体积和重量。本项目针对含有新型非球面和自由曲面的光学系统的特殊性，系统深入地研究这类系统的模型建立、像质评价、结构优化、公差分析等各项关键技术，寻找成像系统中自由曲面描述的最佳方式，解决系统失去对称性给像质分析带来的新问题，克服优化计算中复杂边界条件设置、像面整体像质平衡等难点，探讨与实际加工、检测手段相匹配的公差分配方案，建立完整的自由曲面成像系统设计分析理论体系。算法研究的成果将通过编程加以实现，通过对实际系统的设计优化、模拟仿真、加工测试等手段完成验证，最终研制出具有独立知识产权和独特功能的自由曲面成像光学系统CAD软件，实现对这类新型系统的高效和智能化设计，减小设计过程中对设计人员经验的依赖，提高设计可靠性。相关成果将有力促进自由曲面在成像系统上的应用，提高各类光电成像设备的设计水平，为我国光学工业、科学研究和国防事业服务。

自由曲面在成像光学系统中应用可以大幅提高系统性能，减小系统体积和重量本项目针对含有新型非球面和自由曲面的光学系统的特殊性，系统深入地研究这类系统的模 型建立、像质评价、结构优化、公差分析等各项关键技术，寻找成像系统中自由曲面描述的最佳方式，解决系统失去对称性给像质分析带来的新问题，克服优化计算中复杂边界条件设置、像面整体像质平衡等难点，探讨与实际加工、检测手段相匹配的公差分配方案，建立完整的自由曲面成像系统设计分析理论体系。算法研究的成果将通过编程加以实现，通过对实际系统的设计优化、模拟仿真、加工测试等手段完成验证，最终研制出具有独立知识产权和 独特功能的自由曲面成像光学系统CAD 软件，实现对这类新型系统的高效和智能化设计，减小设计过程中对设计人员经验的依赖，提高设计可靠性。相关成果将有力促进自由曲面在成 像系统上的应用，提高各类光电成像设备的设计水平，为我国光学工业、科学研究和国防事业服务。