01
自由曲面光学概述
什么是自由曲面 · 与传统球面/非球面区别 · 照明与成像应用 · 课程框架
概念全景
02
数学基础（一）
NURBS/Bezier/B样条 · 曲面连续性 C0/C1/C2 · 法向量与曲率计算
NURBS连续性
03
数学基础（二）
微分几何 · 第一/第二基本形式 · 主曲率/高斯曲率 · 曲面拟合与插值
微分几何拟合
04
光学基础回顾
几何光学三大定律 · 光线追迹（序列/非序列） · 像差理论
光线追迹像差
05
自由曲面设计算法（一）
SMS同步多曲面法 · 原理与实现 · LED准直与聚光应用
SMS准直
06
自由曲面设计算法（二）
等光程法(Welford-Winston) · 边缘光线原理 · 反射/折射设计
等光程边缘光线
07
自由曲面设计算法（三）
优化算法入门 · 阻尼最小二乘/遗传算法 · 评价函数构建
优化评价函数
08
自由曲面设计算法（四）
机器学习/深度学习 · 神经网络拟合 · 生成对抗网络生成曲面
AIGAN
09
光学仿真软件（一）
LightTools基础 · 光源建模 · 接收器 · 蒙特卡洛光线追迹
LightTools仿真
10
光学仿真软件（二）
Zemax非序列模式 · 自由曲面导入(CAD) · 公差分析
Zemax公差
11
光学仿真软件（三）
Code V宏语言 · 自定义面型(UDS) · Matlab联合仿真
Code VUDS
12
自由曲面建模与转换
数学曲面→CAD实体(IGES/STEP) · 点云处理 · 光顺性检查
CAD点云
13
加工技术（一）
超精密单点金刚石车削(SPDT) · 刀具路径 · 加工参数选择
SPDT车削
14
加工技术（二）
慢刀伺服/快刀伺服 · 加工误差补偿
STSFTS
15
加工技术（三）
磁流变抛光(MRF) · 离子束抛光(IBF) · 表面粗糙度与面形精度
MRFIBF
16
加工技术（四）
注塑成型/模压成型 · 模具设计与补偿 · 收缩率校正
注塑模具
17
检测技术（一）
接触式测量(CMM) · 非接触式(白光干涉/激光共聚焦)
CMM干涉
18
检测技术（二）
Fizeau/Twyman-Green干涉 · 波前检测 · Zernike拟合
干涉Zernike
19
检测技术（三）
计算机全息图(CGH)检测 · 逆向优化补偿
CGH补偿
20
公差分析与分配
灵敏度分析 · 蒙特卡洛模拟 · 统计公差与极值公差
公差蒙特卡洛
21
照明系统设计实战（一）
LED汽车前照灯自由曲面透镜 · 远近光配光
车灯配光
22
照明系统设计实战（二）
均匀照明(背光模组/投影) · 光能利用率优化
均匀照明背光
23
成像系统设计实战（一）
离轴反射式自由曲面成像 · 无遮拦大视场
离轴反射
24
成像系统设计实战（二）
自由曲面棱镜(AR/VR) · 畸变与色差校正
AR/VR棱镜
25
激光光学系统设计
激光光束整形(平顶) · 自由曲面匀光与聚焦
激光整形
26
设计-加工-检测闭环
设计模型→刀具路径 · 检测数据反馈修正
闭环反馈
27
项目管理与工程实践
设计评审 · 样机迭代 · 成本控制与供应商管理
项目管理
28
前沿技术展望
计算光学+自由曲面 · 超表面混合系统 · AI辅助设计
前沿超表面
29
综合案例复盘（一）
车载HUD自由曲面镜 · 从设计到量产全流程拆解
HUD量产
30
综合案例复盘（二）
高端投影仪自由曲面镜头 · 设计/加工/检测问题分析
投影复盘