[發明專利]一種具有魯棒性的自由曲面反射鏡的設計方法

有效

• 申請號: 202110659690.1
• 申請日: 2021-06-15
• 公開（公告）號: CN113325576B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 蘇榮華;孫云厚;王吉軍;王雪明;楊櫟;雷永輝;張謙;顧國超;秦凱
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍軍事科學院國防工程研究院;江蘇宇鵬新材料科技發展有限公司
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00
• 代理公司: 洛陽潤誠慧創知識產權代理事務所(普通合伙) 41153
• 代理人: 李團勝

1.一種具有魯棒性的自由曲面反射鏡的設計方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟一、確定自由曲面光學系統結構，配置光源、自由曲面和目標輻照面在光學系統中的位置，選定光線傳輸方式；

步驟二、根據系統設計，確定點光源、目標輻照面和光軸，以及根據設計所確定使用的光源出光范圍，確定光源出光范圍的邊緣光線；

步驟三、將光源出光范圍劃分為N個一級分區，每個一級分區確定其相對于目標輻照面的邊緣光線，每個一級分區的邊緣光線經自由曲面反射鏡反射后，對應到達目標輻照面的兩個邊界上；

步驟四、使用映射法構建每個一級分區的反射鏡面母線，使每個一級分區在目標輻照面上分別形成均勻的輻照面；映射法構建一個一級分區的反射鏡面母線的具體步驟如下：

將一個一級分區分為M個二級分區，并確定每個二級分區的邊緣光線，由于每個二級分區的邊緣光線界定了光源的發光區域以及發光區域內的各出射光線方向，通過積分，計算出每個二級分區所包含的出光能量或每個二級分區占所屬一級分區的能量百分比；

根據能量守恒定律，目標輻照面上的能量等于該一級分區的總出光能量，將目標輻照面分為與二級分區一一對應的M個區域，令每個區域內接收的能量等于與其對應的二級分區的出光能量，確定出每個二級分區在目標輻照面上對應區域的邊界；

根據每個二級分區在目標輻照面上對應區域的邊界，依據反射定律，構建一級分區的自由曲面母線；

步驟五、在設計中進行控制，將獲得的N個一級分區的自由曲面母線依次相連，使得整體形成的母線具有一階連續性，并且各個一級分區均能在目標輻照面上形成均勻的輻照分布，則最終在輻照面上形成的輻照分布為各個區間在目標輻照面上的疊加；

步驟六、掃掠步驟五中獲得的整個自由曲面母線，即完成整個自由曲面反射鏡的構建。