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专利号: 2020102431765
申请人: 齐鲁工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 光学
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种反射镜阵列优化设计方法,其特征在于,包括:建立非序列光线追迹光学模型,并对所述光学模型中光源、反射镜阵列、探测器的参数进行初始化,根据软件所能容忍的最高光线节点数设置所述反射镜阵列的光线追迹数目;

设置ZPL宏程序的优化评价函数、非目标照度分布区域的总照度阈值、以及所述反射镜阵列的每个反射镜的二维方向偏转角度的变化范围,其中,所述优化评价函数中的优化变量为各所述反射镜的二维方向偏转角度;

所述优化评价函数为:

式(1)中,p是探测器上每个像素的索引,IR是探测器上像素p的当前照度值,IT是探测器上像素p的目标照度值,m(p)是探测器上像素p的优化权重;

根据所述光线追迹数目,执行非序列光线追迹,利用正交下降算法得到所述评价函数的局部极小值;

根据所述评价函数的局部极小值时,对应的优化变量,调整各所述反射镜的二维方向偏转角度;

利用所述探测器,获取各所述反射镜处于调整后的二维方向偏转角度时,非目标照度分布区域的总照度值;

判断所述总照度值是否小于所述总照度阈值;

如果所述总照度值大于或等于照度限值,则提取所述探测器上每个像素点的当前照度值,并根据所述当前照度值更新所述优化评价函数;

依据更新后的所述优化评价函数,返回执行下一次的非序列光线追迹计算;

如果所述总照度值小于所述总照度阈值,则各所述反射镜处于调整后的二维方向偏转角度作为最终的二维方向偏转角度。

2.根据权利要求1所述的反射镜阵列优化设计方法,其特征在于,对所述光学模型中光源、反射镜阵列、探测器的参数进行初始化包括:光源参数的初始设置;

反射镜阵列的阵列数目和反射镜单元大小的初始设置;

探测器的像素数和像素尺寸的初始设置;

光源、反射镜阵列、探测器的位置的初始设置。

3.根据权利要求1所述的反射镜阵列优化设计方法,其特征在于,所述总照度阈值为:式(2)中,PS表示光源总功率,ANT表示非目标照度分布区域的面积。

4.根据权利要求2所述的反射镜阵列优化设计方法,其特征在于,所述光线追迹数目≥

106。

5.根据权利要求4所述的反射镜阵列优化设计方法,其特征在于,所述探测器的像素数为200×200,像素尺寸为0.5mm×0.5mm。

6.根据权利要求4所述的反射镜阵列优化设计方法,其特征在于,所述光源的光线波长为550nm。

7.根据权利要求4所述的反射镜阵列优化设计方法,其特征在于,光源、反射镜阵列、探测器的位置的初始设置包括:所述光源出射的入射光线准直且光强均匀分布,所述入射光线经过所述反射镜阵列反射后形成反射光线,所述反射光线的光轴与所述探测器相互垂直。