非序列光線追跡程序計(jì)算精度的評(píng)價(jià).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在航天、天文和精細(xì)加工等高科技領(lǐng)域，對(duì)光學(xué)系統(tǒng)的性能提出了前所未有的高要求。對(duì)于一些具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和特性的光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要通過(guò)非序列光線追跡方法來(lái)模擬實(shí)現(xiàn)。本課題的研究?jī)?nèi)容是評(píng)價(jià)非序列光線追跡方法的計(jì)算精度。 本文記述了蒙特卡洛模擬方法及基于該算法的非序列光線追跡法的原理。使用基于蒙特卡洛光線追跡算法的計(jì)算機(jī)軟件——LightTools對(duì)一些可以用理論公式直接計(jì)算的情況進(jìn)行了數(shù)值模擬，通過(guò)理論計(jì)算和數(shù)值

2、模擬結(jié)果的比較獲得了關(guān)于非序列光線追跡程序計(jì)算精度的初步結(jié)果。具體內(nèi)容包括：詳細(xì)分析了(1)點(diǎn)光源在平面上產(chǎn)生的照度分布；(2)平行光束在介質(zhì)表面上發(fā)生折、反射時(shí)的菲涅爾反射損失；(3)投影系統(tǒng)中常用的方棒照明光學(xué)系統(tǒng)最佳勻光學(xué)結(jié)構(gòu)；及(4)利用信息論理論對(duì)采樣誤差進(jìn)行的分析。 通過(guò)分析點(diǎn)光源在一平面上產(chǎn)生的照度分布得出：數(shù)值模擬時(shí)每個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的照度誤差的標(biāo)準(zhǔn)差與網(wǎng)格內(nèi)光線條數(shù)平方根的倒數(shù)成比例，這與數(shù)學(xué)上蒙特卡洛算法的誤差結(jié)果分