Геометрооптический расчет поверхностей для формирования заданных двумерных распределений освещенности

• Автор: Белоусов, Александр Александрович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 113 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ГРАДИЕНТНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ЭЙКОНАЛА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАДАННОГО ДВУМЕРНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОСВЕЩЕННОСТИ
1.1 Постановка задачи
1.2 Решение прямой задачи формирования освещенности в плоскости наблюдения
1.3 Решение обратной задачи расчета эйконала поля для формирования требуемого двумерного распределения освещенности
1.4 Расчет начального приближения (аналитическиерешения, метод согласованных прямоугольников)
1.5 Расчетные примеры
1.5.1 Описание программной реализации метода
1.5.2 Расчет эйконала для формирования равномерной освещенности в прямоугольной области от пучка круглого сечения
1.5.3 Расчет эйконала для формирования равномерной освещенности в круглой области от пучка квадратного сечения
1.5.4 Расчет эйконала для формирования равномерной освещенности в треугольной области от пучка круглого сечения
1.5.5 Расчет преломляющего оптического элемента для формирования заданного распределения освещенности от пучка с плоским волновым фронтом
1.5.5.1 Представление преломляющей поверхности через функцию эйконала светового поля в случае пучка с плоским волновым фронтом
1.5.5.2 Расчет преломляющего оптического элемента для формирования равномерной освещенности в виде прямоугольника от пучка круглого сечения

1.5.6 Расчет зеркального оптического элемента для формирования освещенности в заданной двумерной области от пучка с плоским волновым фронтом
1.5.6.1 Представление зеркальной оптической поверхности через функцию эйконала светового поля для плоского волнового фронта
1.5.6.2 Результат расчета поверхности зеркала для формирования
равномерной освещенности в треугольной области от пучка
круглого сечения
Выводы к главе
ГЛАВА 2. ГРАДИЕНТНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ОПТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАДАННЫХ ДВУМЕРНЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ОСВЕЩЕННОСТИ ПРИ ТОЧЕЧНЫХ ИСТОЧНИКАХ СВЕТА
2.1 Постановка задачи
2.2 Определение преломляющей поверхности через распределение эйконала светового поля в прилегающей плоскости
2.3 Определение поверхности зеркала через распределение эйконала светового поля в прилегающей плоскости
2.4 Решение прямой задачи расчета освещенности от точечного источника излучения на плоскости
2.5 Решение обратной задачи расчета оптического элемента для формирования требуемого двумерного распределения освещенности от
точечного источника излучения
2.6Расчетные примеры
2.6.1 Описание программной реализации метода
2.6.2 Преломляющая поверхность для формирования равномерного распределения освещенности в виде прямоугольника при точечном источнике излучения

2.6.3 Преломляющая поверхность для формирования равномерного
распределения освещенности в виде треугольника при точечном источнике излучения
2.6.4 Преломляющая поверхность для формирования равномерного распределения освещенности в виде отрезка при точечном источнике излучения
2.6.5 Преломляющая поверхность для формирования равномерного распределения освещенности в виде креста при точечном источнике излучения
2.7 Градиентный метод расчета оптических поверхностей для формирования заданных двумерных распределений освещенности на криволинейных поверхностях
2.7.1 Описание метода
2.7.2 Расчетные примеры
Выводы к главе
ГЛАВА 3. ГРАДИЕНТНЫЙ МЕТОД РАСЧЕТА ОПТИЧЕСКИХ
ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАДАННЫХ ДВУМЕРНЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ОСВЕЩЕННОСТИ И ДИАГРАММ НАПРАВЛЕННОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ПРОТЯЖЕННЫХ ИСТОЧНИКАХ СВЕТА
3.1 Постановка задачи
3.2 Решение прямой задачи расчета освещенности от протяженного источника излучения
3.3 Решение обратной задачи расчета оптической поверхности для формирования освещенности от протяженного источника излучения
3.4 Расчетные примеры
3.5 Градиентный метод расчета оптических поверхностей для формирования заданных диаграмм направленности излучения

Рисунок 1.9 - Распределение эйконала для формирования равномерной освещенности в треугольной области область при /=100 мм от пучка с освещенностью в форме гауссовой функции и круглой апертурой с радиусом
11=1.5 мм
Размеры сторон треугольника составляют 50 мм, 56 мм и 56 мм. Эйконал определялся в пределах круглой апертуры с радиусом 11=1,5 мм. Освещенность £0(и) в пределах апертуры задавалась в форме гауссового распределения (1.27) при <т = л/2 мм. Эйконал задавался в виде полинома шестой степени, но в силу отсутствия симметрии, число параметров минимизации было равно 27. Время расчета составило 70 минут. Результат формирования освещенности представлен на рисунке 1.10. Энергетическая эффективность и среднеквадратичная ошибка составили 99,1% и 9,42%, соответственно.