光学系统优化设计核心技法

📚 共计 30 章节

光学设计基础回顾

几何光学三大定律 · 近轴光学与像差概念 · MTF/波前/点列图

优化设计概论

局部优化与全局优化 · 评价函数(Merit Function)构建逻辑

评价函数详解

操作数与目标值 · 权重设定 · 默认/自定义评价函数

操作数权重

变量与约束

曲率/厚度/非球面系数 · 边界约束 · 玻璃与材料变量

局部优化算法

最小二乘法(DLS) · 阻尼最小二乘法 · 收敛判断

全局优化算法

模拟退火 · 遗传算法 · 全局搜索策略对比

锤形优化 (Hammer)

原理与适用场景 · 跳出局部最优 · 参数设置

锥形优化 (Conic)

圆锥系数优化 · 非球面高阶项 · 非球面使用原则

多重组态优化

变焦/多波长系统 · Multi-Configuration · 权重分配

公差分析基础

灵敏度/反灵敏度/蒙特卡洛 · TOLR/TOLU/TOLX

公差分配与优化

基于良率分配 · 性能权衡 · 补偿器使用

热分析与无热化设计

温度影响 · 热膨胀/折射率系数 · 被动/主动无热化

鬼像与杂散光分析

鬼像机理 · 表面反射率与镀膜 · 杂散光抑制

鬼像杂散光

偏振光学分析

琼斯/斯托克斯 · 偏振相关损耗 · 投影系统优化

衍射光学元件(DOE)优化

相位函数与衍射效率 · 二元/谐衍射 · 混合系统

自由曲面优化

Zernike/XY多项式/径向基 · 离轴系统 · 加工约束

自由曲面离轴

照明系统优化

非成像光学 · 照度均匀性 · 光能利用率 · 自由曲面透镜

照明非成像

激光光学系统优化

高斯光束 · 光束整形 · f-theta · 扩束与聚焦

显微物镜优化

大数值孔径 · 平场复消色差 · 浸液物镜

投影镜头优化

广角投影 · 远心设计 · 畸变控制 · 照度均匀性

手机镜头优化

小型化 · 多片塑料非球面 · 大光圈 · 公差敏感度

车载镜头优化

宽温设计 · 抗冲击 · HUD光学系统优化

红外光学系统优化

红外材料(Ge/ZnSe/硫系) · 冷光阑效率 · 无热化

红外无热化

紫外光学系统优化

熔石英/氟化钙 · 深紫外光刻物镜 · 色球差校正

自适应光学与波前优化

变形镜与波前传感器 · 闭环优化 · 望远镜/激光通信

自适应波前

逆向优化与逆向设计

从性能反推结构 · 非球面设计 · 正向逆向结合

机器学习辅助优化

神经网络预测像差 · 遗传算法加速 · 强化学习前景

优化软件高级技巧

Zemax DDE/API · Code V宏 · Python联合仿真

编程自动化

优化结果评估与报告

赛德尔/波前/MTF · 标准报告格式 · 设计评审

综合案例实战

从规格书到量产 · 投影/手机镜头完整优化 · 总结

实战全流程