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自由曲面成像光学系统设计:理论、发展与应用 [Early Posting]

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摘要

随着科学技术的发展与进步,人们对成像光学系统的要求也越来越高。传统球面以及非球面可供光学设计使用的自由度较少,且结构受限,难以实现越来越高的设计要求。自由曲面打破了旋转对称以及平移对称的几何约束,其面形更为灵活,需要使用更多的参数来进行面形描述,可以为光学设计带来更多的设计自由度,特别适用于校正非旋转对称系统的像差,同时可以减少系统中元件的数量,降低系统的体积与重量,实现传统光学系统难以实现的系统参数、结构与功能。自由曲面为光学设计的发展注入了巨大潜力,在国防、科研、工业、教育、娱乐等方面都有广阔的应用前景,但同时也给光学设计带来了全新的困难与挑战。本文概括性地总结了自由曲面成像系统设计的研究现状。简要介绍了自由曲面的常用数学描述与自由曲面成像系统的像差理论,总结了自由曲面成像系统的设计方法,并对自由曲面在各类成像系统中的应用进行概述。最后,对自由曲面成像光学设计的未来发展方向进行了讨论与展望。

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补充资料

DOI:10.3788/aos202141.0108001

作者单位:

    北京理工大学光电学院
    北京理工大学光电学院
    北京理工大学 光电学院
    北京理工大学光电工程系441教研室

引用该论文

杨通,段璎哲,程德文,王涌天. 自由曲面成像光学系统设计:理论、发展与应用[J].光学学报,2021,41(01):0108001.