| 基于遗传算法的自由曲面优化设计 |
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| 引用本文： | 李登高,殷松峰,凌永顺,杨华,解震,陶会锋.基于遗传算法的自由曲面优化设计[J].光子学报,2014(11). |
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| 作者姓名： | 李登高 殷松峰 凌永顺 杨华 解震 陶会锋 |
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| 作者单位： | 电子工程学院红外与低温等离子体安徽省重点实验室;脉冲功率激光技术国家重点实验室; |
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| 基金项目： | 安徽省优秀青年科技基金(No.1308085JGD05);教育部新世纪优秀人才支持计划(No.NCET-09-0322)资助 |
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| 摘 要： | 为解决传统点光源近似设计方法难以满足实际应用需求的问题,基于遗传算法提出了一种面向扩展光源的自由曲面优化设计方法.该方法以虚拟点光源的辐射分布函数、原点位置偏移量及目标面尺寸因子等参数作为优化对象,首先对种群中任意个体根据能量守恒定律及Snell定律建立并求解偏微分方程,得到对应于该组虚拟参数的自由曲面,然后以实际扩展光源进行光线追迹,并综合考虑目标面照度均匀度和系统传输效率得到个体适应度,据此对种群进行选择、交叉和变异,直至优化结果满足设计要求.设计了发散半角为10°的均匀照明系统,光源采用直径为30mm的圆盘朗伯源,在Trace/pro环境下与传统设计方法进行对比,结果表明:系统均匀度从58.3%提高到93.5%,辐射传输效率从61.8%提高到72.9%,且光束质量对目标面距离的变化具有很好的稳定性.该设计方法能较好地实现对扩展光源辐射在空间分布的调控,对扩展光源系统设计具有重要指导意义.
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| 关 键 词： | 自由曲面 遗传算法 均匀照明 优化设计 扩展光源 |
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