先进的计量技术_非球面轮廓仪的历程（二）

日期：2024-05-19 23:58

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摘要：自由曲面(FREE -FORM）技术，是用于非对称复杂光学设计表面加工的技术。这项技术已经在国际优异镜片行业得到较为广泛的应用。自由曲面镜片的特点：视场受限制问题得到明显改善、光学性能可被优化至*佳、个性化设计成为可能。对于非球面而言，一般可以用公式来描述。在光学系统的优化中，当非球面的优化系数个数大于10时，优化变量的变化对优化的结果提高并没有很大的作用。因为当优化系数的个数大于10时，不同非球面之间的系数会有一个相互制约的作用，非球面优化系数的增加并不能从...

自由曲面(FREE -FORM）技术，是用于非对称复杂光学设计表面加工的技术。这项技术已经在国际优异镜片行业得到较为广泛的应用。自由曲面镜片的特点：视场受限制问题得到明显改善、光学性能可被优化至*佳、个性化设计成为可能。

对于非球面而言，一般可以用公式来描述。在光学系统的优化中，当非球面的优化系数个数大于10时，优化变量的变化对优化的结果提高并没有很大的作用。因为当优化系数的个数大于10时，不同非球面之间的系数会有一个相互制约的作用，非球面优化系数的增加并不能从根本上使光学系统的性能得到*佳。
从非球面到自由曲面的发展是必然的，二者之间并没有实质性的差别。自由曲面相比非球面而言具有更大的自由度，能够根据人为的需要控制每一条光线的出射角度和方向等。光学自由曲面没有严格确切的定义，通常是指无法用球面或者非球面系数来表示或者是无法用确切的表达式来表示的光学曲面，主要是指非旋转对称的曲面或者只能用参数向量来表示的曲面（如NURS曲面）。
光学自由曲面经常是不能用初等解析曲面组成，而是由复杂方式自由变化的曲线曲面即所谓的自由曲线曲面组成，主要包括以下几类：
没有旋转对称轴的复杂非常规连续曲面，包括双曲率面、复曲面、多项式曲面、泽尼克多项式曲面等；
非连续、有面型突变的曲面，例如微透镜阵列、衍射面和二元光学等特殊表面；
非球面很大的曲面，包括旋转对称的自由曲面，如用于描述共性光学整流罩的椭圆形曲面。

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