用於自由曲面設計的五大 CODE V 工具

使用更少的表面，校正更多的像差，並且要以更緊湊的結構，適應從小型醫療儀器到可穿戴 AR 裝置的各種系統，這是今天的光學設計人員經常需要面對的需求。在系統中包含多個折疊的表面或者複雜的光路限制時，建立具有多個折射或反射面的緊湊型結構將會是一項具有挑戰性的任務。為了幫助完成這類設計工作，CODE V 提供了許多獨特而又強大的自由曲面設計和最佳化工具。

如果您正在進行自由曲面光學設計，請查看 CODE V 中可以幫助完成設計最佳化和分析的五大工具。

1. Q2D 自由曲面

CODE V 中的 Q2D 自由曲面是用於最佳化的得力工具，它提供的正交多項式在許多情況下能夠平滑收斂。對於有些設計，您可能會發現 Q-type 多項式非球面能夠更快地收斂到一個好的解，這是因為在設計空間中平衡像差時正交性會避免各項之間的競爭。另外，CODE V 還提供一個特別的功能，可以設定表面的使用區域相對於參考二次曲面頂點的幾何位置。

圖說：使用 Q2D 自由曲面的非對稱設計，全部為反射面

圖說：CODE V 中作用在基底圓錐曲面上的自由曲面多項式偏離

CODE V 中新的擴展 Fringe Zernike 多項式面型，與設計者在光學系統建模中常用的多項式具有相同的形式，但是在徑向擴展高達 R³⁰。

3. 自由曲面係數表

從 CODE V 11.3 版本開始，設計者可以使用一個特別設計的自由曲面係數表。該表格以對使用者友善的顯示格式，説明快速檢查系統的對稱性，以及符合（或違反）對稱性的狀況。標示出這些滿足（或不滿足）所需的系統對稱性條件的係數項，不僅有助於高效地使用設計最佳化變數，還能夠知曉並使用那些對改進系統有效的變數。

圖說：不存在對稱性假設的光學系統的二維係數網格

圖說：光學系統的二維係數網格, 突顯違反 X-Z 對稱性條件的係數項

圖說：Q2D 自由曲面矢高圖

圖說：Chebyshev 面型係數表

圖說：使用 Chebyshev 面型的雙反射鏡系統