非成像光学中的自由曲面设计方法及案例 3月3－5日深圳

课程编号：CS170045

举办地点与时间

主办单位：讯技光电科技（上海）有限公司（微信公众号：infotek）；光电邦公众平台（微信公众号：ruiyingoe168）

协办单位：上海讯稷光电科技有限公司；常熟黉论教育咨询有限公司

授课地点：深圳（开课前一周提醒具体上课地点）

授课时间：2017年3月3日（五）－5日（日） AM 9:00-PM 4:00

课程费用：3600元（包含课程材料费、开票税金、午餐费用）

特邀主讲嘉宾：苏宙平博士

苏宙平博士分别在中科院上海光机所和中科院长春光机所获得博士和硕士学位；曾入选江苏省双创人才计划-企业博士集聚计划。曾经在罗切斯特大学光学系， Hopkins光学设计中心，自由曲面光学中心作Visiting Scientist；在台湾中央大学光电系，作访问学者；主要研究方向，主要研究方向成像与非成像光学设计，;LED阵列集成化，LED扩展光源二次光学设计，LED精确光色复合模型，各种微型光学镜头设计，激光扩束，聚焦透镜设计；主持国家自然基金，中央高校基本业务课题等8项，在Opt.Express, J.Photo. Enery, Chin.Opt.Lett.等发表论文近25篇左右，申请专利10多项，担任Opt.Express, Appl.Opt.,Chin.Opt.Lett.的审稿人，在光学设计领域具有非常丰富的经验，担任多家公司的顾问，为多家公司提供培训设计定制服务。

课程简介

非成像光学设计具有广泛的应用领域如照明光学设计，激光光束整形系统，太阳能集光系统等。与成像光学设计相比，非成像光学系统很难通过专利数据库找到合适的初始结构然后进行优化设计完成。非成像光学系统往往追迹的光线数量非常多通常达到了几十万条甚至是上百万条，因此没有好的初始结构很难通过优化来实现设计要求。自由曲面因为设计自由度高，可以简化系统结构，经常被应用在非成像光学设计中。自由曲面的表征及光线追迹也是非成像光学设计的一个难点。本次课程培训主要是聚焦于非成像光学设计中的一些关键技术及方法，全部课程采用案例教学法，以具体的实例进行讲解。具体的内容包括了：非成像光学设计的理论基础，自由曲面的表征方法及光线追迹技术，自由曲面上相邻采样点之间的迭代关系计算，自由曲面透镜的实体模型的建立，非成像光学设计中的初始结构的计算，用于非成像光学设计的反馈优化算法，全局优化算法，以及5个经典的非成像光学设计案例详解：（1）LED自由曲面准直透镜设计（2）LED照度均匀化的自由曲面透镜设计（3）基于扩展LED光源自由曲面光学设计（4）基于自由曲面在激光光束整形光学系统设计（5）用于同时控制激光光束波前与均匀度双自由曲面透镜。

课程大纲

一、非成像光学的设计中的理论基础及应用
非成像光学中的评价指标：效率，均匀度，集光率，发散角
非成像光学设计中的重要基础理论：
光展理论边光原理，折反射定律的矢量形式
非成像光学的应用
照明光学，激光整形，太阳能集光器

二、自由曲面定义及其表征方法
自由曲面的定义，优点及其应用领域
自由曲面的几种表征方法
扩展多项式
切比雪夫多项式
NURBS

三、自由曲面中的光线追迹方法
自由曲面的三角网格剖分
光线与自由曲面交点的计算
自由曲面中的法向矢量与切向矢量计算
出射光线的计算

四、案例一：LED自由曲面准直透镜设计（解析法）
自由曲面基本概念
光线追击算法设计
曲面上采样点迭代计算（Matlab）
自由曲面上采样点的获取
从点云创建自由曲面
自由曲面准直透镜3D实体模型构建
光线追击验证设计结果
光强分布图分析

五、案例二：LED照度均匀化的自由曲面透镜设计（解析法）
自由曲面透镜边界条件计算
光源的等光通量分割
目标面上能量网格化
光源目标面之间的能量映射关系图
自由曲面采样点之间的迭代关系推导
确立采样点位置的迭代算法设计
迭代算法的编程（Matlab）
从点云创建自由曲面
基于NURBS自由曲面构建
自由曲面透镜3D实体模型构建
光线追迹验证设计结果
目标面照度分布图分析

六、案列三：基于扩展LED光源自由曲面光学设计
方法（1）逆向反馈优化法
扩展光源自由曲面透镜的初始结构设计
扩展光源的离散化
离散点光源的光线分布趋势分析
建立反馈系数设定优化变量
建立能量映射关系
构建评价函数进行优化
基于FRED光线追迹与结果验证
方法（2）多点光源轮廓叠加法
扩展光源自由曲面透镜的初始结构设计
扩展光源的离散化
离轴点光源的自由曲面轮廓计算
多个自由曲面轮廓的叠加
建立自由曲面透镜的实体模型
基于FRED光线追迹与结果验证

七、案例四：基于自由曲面在激光光束整形光学系统设计
1）针对准直光束的自由曲面整形透镜设计
输入光束等能量分割
目标平面的网格化
子光束能量与目标网格能量映射关系
自由曲面采样点的迭代计算
基于自由曲面实体模型的建立
光线追迹与结果验证

2）针对发散激光光束的自由曲面整形透镜设计
自由曲面透镜的初始结构设计
反馈优化系数的计算
能量网格的调整
分析反馈次数与均匀度的改善的关系
验证最后结果

八、案列五：用于同时控制激光光束波前与均匀度双自由曲面透镜
光束能量分布控制
基于等光程设计第二个自由曲面
构建自由曲面实体透镜
基于光线追迹分析均匀度与波前
设计一个棱镜堆对双自由曲面透镜产生光斑进行裁剪

九、提问与答疑

课程内容安排

培训班课表

日期 \ 内容	第一天	第二天	第三天
9:00-10:30 第一节	非成像光学的设计中的理论基础及应用	案例二LED照度均匀化的自由曲面透镜设计（解析法）	案例四基于自由曲面在激光光束整形光学系统设计
10:30-10:45	休息	休息	休息
10:45-12:00 第二节	自由曲面定义及其表征方法	自由曲面采样点之间的迭代关系推导
12:00-13:00	午餐	午餐	午餐
13:00-14:30 第三节	自由曲面中的光线追迹方法	案列三基于扩展LED光源自由曲面光学设计	案列五用于同时控制激光光束波前与均匀度双自由曲面透镜
14:30-14:45	休息	休息	休息
14:45-16:00 第四节	案例一：LED自由曲面准直透镜设计（解析法）	方法（2）多点光源轮廓叠加法	提问与答疑

报名方式：

1. 本次课程人数限定15人，报名联络方式如下：
电话：021-64860708 传真：021-64860709
Email：course@infotek.com.cn;course@infocrops.com

2. 本次课程针对所有对光学设计有兴趣的人员，不需要任何光学软件基础，如确认报名，请填写报名表，并传真至021-64860709或邮件course@infotek.com.cn;course@infocrops.com的形式发至讯技/讯稷课程小组。
3. 在客服与您确认信息无误后，客户需将课程费用汇款至讯技/讯稷指定账户，并在汇款凭证上注明课程名称、日期与报名人员后，以传真（021-64860709）或邮件（course@infotek.com.cn;course@infocrops.com）的形式发至客服。

上海讯技/讯稷指定汇款账户：
户名：常熟黉论教育咨询有限公司；
银行名称：招商银行股份有限公司苏州分行常熟支行；
银行帐号：5129 0647 6910 906
常熟黉（Hong，读音似红）论教育咨询有限公司为讯技/讯稷旗下专注于培训与项目服务的公司,可开具培训费、咨询费、服务费等

4. 课程采用小班授课模式，并通过理论联系实际的方式为学员讲解，本次课程报名缴费截止日期为2017年2月15日，如有兴趣建议您尽早报名。

5. 学员需自备有管理员权限的电脑，讯稷提供上课用的完整版软件工具。

6.报名费用包含（课程材料费、开票税金及午餐费用），其他费用学员自理。

7.培训成绩合格将授予讯技/讯稷颁发的结业证书。

8.学员上课期间采购任意书籍可享客户价。

9.讯技，讯稷以及常熟黉论对课程有异动权及最终解释权。