研究目的
通过整合已制造自由曲面光学元件的实测表面数据来增强自由曲面光学设计仿真模型，从而实现制造工艺的性能预测与优化。
研究成果
将实测表面数据集成到仿真模型中，能够准确预测制造的非球面光学元件性能，并优化生产工艺。研究表明，即使微小的表面形貌偏差也会显著影响光学性能，这凸显了精密制造与测量技术的必要性。
研究不足
该研究强调了由于非对称形状，估算制造公差对自由曲面光学元件光学性能影响的挑战。该方法需要精确的测量数据，且可能无法完全考虑所有制造差异。
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基于计量数据的自由曲面光学仿真
DOI：10.3390/app8122338
期刊：Applied Sciences
出版年份：2018
更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要：
本文描述了利用测量数据改进自由曲面光学器件设计仿真模型的方法。由于传统公差分析方法无法适用，自由曲面光学器件的可制造性设计仍具挑战性。球面光学器件制造中的公差基本呈各向同性，而这一特性在自由曲面中不复存在，因此无法准确预测制造后光学器件的性能。为提高建模精度，建议将实际制造自由曲面的表面测量数据集成至建?；肪?。该方法既能预测真实制造自由曲面的性能，又可优化制造工艺。本案例研究将该方法应用于微注塑成型（μIM）工艺制造的阿尔瓦雷斯光学器件设计，基于仿真分析优化μIM工艺参数后，所制光学器件性能与标称设计高度吻合。自由曲面测量采用触针式表面测量工具完成。
作者：
Ingo Sieber，Allen Y. Yi，Ulrich Gengenbach
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