北京理工大学光电学院北京市混合现实与新型显示工程技术研究中心冯泽心副教授，指导博士研究生汤海松、李浩然，并与清华大学电子工程系罗毅院士以及中国科学院西安光学精密机械研究所毛祥龙研究员合作，提出了一种基于可微光线追迹的双自由曲面透镜多尺度设计方法，为针对扩展光源的辐照度调控难题提供了一种灵活、通用和高效的设计方案。相关成果已以“Differentiable design of a double-freeform lens with multi-level radial basis functions for extended source irradiance tailoring”为题发表在光学领域的国际顶级期刊《Optica》上。该论文第一作者为北京理工大学博士研究生汤海松，通讯作者为北京理工大学冯泽心副教授。
如图2所示，本方法实现了将LED扩展光源光能量分布转化为目标区域内“ π”形状的复杂辐照度分布形式。从图2(b)和图2(c)可以看出，在不同的优化阶段增加 SRBF的层数，可以有效地提高收敛性能，对目标光斑的细节调控能力也逐渐增强。如图2(d)所示，针对同样尺寸的LED，基于拉格朗日乘子可以方便地将透镜尺寸约束为不同的大小。采用铣削方式对自由曲面透镜进行了加工，实测结果与仿真结果具有良好的吻合度，如图2(e)所示。
论文详情：Tang Haisong, Li Haoran, Feng Zexin, Luo Yi, Mao Xianglong,. Differentiable design of a double-freeform lens with multi-level radial basis functions for extended source irradiance tailoring[J]. Optica, 2024, 11(5): 653-664. DOI: 10.1364/OPTICA.520485
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