基于双高斯结构与自由曲面照明的小畸变 投影系统设计

白云飞飞飞

来源：激光与光电子学进展

樊润东

基于双高斯结构与自由曲面照明的小畸变投影系统设计

长春理工大学光电工程学院

摘要 ：为了解决投影系统的畸变大、尺寸大和能量利用率低等问题，基于双高斯结构与自由曲面照明系统设计一个新型小畸变投影系统，主要针对自由曲面的建模方法与光路结构开展光学系统的设计。根据边缘光线理论与斯涅耳定律，采用数值迭代法来设计自由曲面照明系统。仿真结果表明，照明系统的照度均匀度可达 87. 86%，能量利用率可达 94. 38%。成像系统采用双高斯结构作为初始结构进行设计，投影系统经过非球面优化后的畸变为0. 26%，光学传递函数在 93 pl/mm 的频率处大于 0. 8，35°边缘视场处大于 0. 6，而且该投影系统的成像质量高并且结构紧凑，镜片数量少。通过公差分析可知，Q5 公差等级满足系统的性能要求，公差要求较低。

关键词 光学设计；投影系统；照明系统；双高斯结构；自由曲面