Modeling of optical aberrations due to thermal deformation using finite element analysis and ray-tracing
Modeling of optical aberrations due to thermal deformation using finite element analysis and ray-tracing
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使用有限元分析和光线追踪对热变形引起的光学像差进行建模
DOI：
10.1117/12.2190879
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发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
P. Loosen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
T. Bonhoff;L. Büsing;J. Stollenwerk;P. Loosen
热光模拟是经典光线追迹法的一个重要扩展，因为在许多应用中，特别是在激光技术中，必须处理热效应。本文讨论了一种旋转对称光学系统热致表面变形的建模方法：将有限元分析（FEA）产生的离散变形数据用一个全局偶多项式近似，然后将其传递到光线追迹中。通过将近似数据与解析变形函数进行比较，验证了所实现的算法。最后，使用塑料透镜的例子证明了对温度相关折射率和热变形进行建模的好处。
Thermo-optical simulation is an important extension of classical ray-tracing because many applications, especially in laser technology, have to deal with thermal effects. This paper discusses an approach for modeling thermally induced surface deformations of rotational symmetric optical systems: the discrete deformation data generated by Finite Element Analysis (FEA) are approximated using a global even polynomial which is then transferred to the ray-tracing. The implemented algorithm is validated by comparing approximated data to an analytic deformation function. Finally, the benefit of modeling the temperature dependent refractive index and the thermal deformation is demonstrated using the example of a plastic lens.
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