自由曲面在非成像光学以及成像光学中的应用研究

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1、鱼直堂亘垄兰兰盛垡当堂丛丞盛堡羞堂主煦廑用巫窒⑧论文作者签名：指导教师签名：论文评阅评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委委员1：委员2：委员3：委员4：委员5：答辩日期：垒监；tZA乜卫IlCanonOltreetormsurtacei坠坠Q坠：i堡垒gi垒g垒坠堕i磐垒gi坠gQ卫垡￡曼Author’Ssignature：一●■‘supervisor7Ssignature：ExtemalReviewers：地丛逊丝止2“垂丝墅虫l么丛ExaminingCommitteeChairperson：砌

2、，、跏ExaminingCommitteeMembers：Dateoforaldefence：浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝鎏盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：矽／毕年乡月7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解

3、迸姿态堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名导师签名：缉们谚签字日期：沙f蛑弓月7日签字日期：少l够年乡月浙江大学博士学位论文致谢岁月荏苒，花开花灭，又是一年毕业季。翻开记忆的篇章，还清晰的记得那时的我，毅然辞去了工作怀揣梦想来到美丽的天堂，求学于坚守求是创新精神的浙江大学。在求是园里

4、面对面聆听名师慧语，漫步科学前沿，体悟科技之光。在这里，所赋予我的不仅仅是扎实的专业知识，更是一种生活意义。首先我要对我的导师余飞鸿教授表示衷心感谢，他使我有机会进入投影显示技术这一充满机会和挑战的领域，在这期间所做的工作使得我更加注重理论与实践相结合，努力做到学以致用、用以促学、学用相长，给予我更多终生受用的生存技能。感谢余老师在我选择课题迷茫无助时给我指引方向，激励我前行，引导我顺利走过科研中的曲折；感谢余老师在承担繁重科研的情况下还能给我精心的指导，每当清晨收到老师的修改稿时，回想老师挑灯认真修改文章

5、的情景，心中油然而生出一种敬佩之情，文章中大到整段的修改，小到示意图图标都有详细的标注，余老师严谨治学的态度、精益求精的作风，深刻影响着我；感谢余老师在为人处事上的教诲，让我学会以微笑方式面对每一天；感谢余老师在毕业找工作之际的帮助和关心。很庆幸，在学生生涯中能够碰到这样一位恩师，借此机会表达我无限的敬意和衷心的感谢。感谢光电显示技术研究所吴仍茂博士在我自由曲面照明设计入门初期给予的热情帮助，为我后期的研究奠定坚实的基础，他坚持不懈的科研精神、克服困难并取得优异的学术成绩，是我学习的楷模；感谢实验室张文字博

6、士、刘钦晓博士、宫兴致博士等诸位师兄，有了你们的支持、鼓励和帮助，我充实地度过了三年半的学>--j生活。感谢陈恩果博士、屈碧香硕士、刘振杰博士、刘昆博士等，与你们一起研究课题的日子是我一生最美好的回忆。感谢实验室陈艳婷硕士在本论浙江大学博士学位论文文中自由曲面折反混合式超短焦投影镜头设计中的建议以及该项目技术攻关中帮助；感谢实验室徐宇鹏硕士在小论文修改上给予的帮助和建议；感谢信电系邱晖晔博士在论文绘图上给予的指导和帮助。在即将完成学业之即，感谢我的家人多年来对我学业的理解和支持，正是你们无私的付出才使我有信

7、心和毅力完成学业。最后，在此向所有帮助、关心过我的老师、同学和家人致人最诚挚的谢意。作者：庄振锋于浙江大学光电信息工程学系2014年1月11浙江大学博士学位论文摘要随着全球经济和人类社会的快速发展，人类在寻找可再生能源技术的同时也希望仪器设备朝着小型化、轻量化、微型化以及节能化发展。光学自由曲面灵活的空间布局和极高的设计自由度，能有效地简化光学系统结构并提高光学性能，在照明领域、新能源领域和成像光学系统中均有良好的应用前景。首先，本文在研究自由曲面在照明应用的基础上，根据几何体光学特性，首次提出了采用椭球体

8、构建自由曲面的一种算法来实现均匀照明和特定形状的照明。通过求解几何体方程得到自由曲面的离散数据点，并建立优化算法模型，得到目标面得到离散点照度分布。为快速获得连续的照度分布，提出一种轮廓法的设计思想，从能量守恒定律和反射定律出发，通过求解方程组得到椭球面边缘轮廓，并借助二分法优化椭球焦参数保证了椭球面的曲面连续性，该方法极大提高了自由曲面反射器的设计效率。在此基础上提出了一种基于扩展光源的自由曲面椭球反射器设计方