實(shí)現(xiàn)自由曲面方法的手段主要有兩種,第一種SAA1027是優(yōu)化法,也就是在己知光源特性和光學(xué)元件初始面形后,根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo),自己設(shè)置優(yōu)化函數(shù),編寫計(jì)算機(jī)程序來(lái)控制初始面形上數(shù)值點(diǎn)的位置,使之在光線仿真時(shí),能根據(jù)計(jì)算出的優(yōu)化函數(shù)值的大小來(lái)調(diào)整數(shù)值點(diǎn)的位置,使之能朝優(yōu)化函數(shù)值小的方向調(diào)整。第二種方法是根據(jù)通過(guò)數(shù)值法求解微分方程的方法來(lái)構(gòu)造自由曲面的面形。本質(zhì)上就是根據(jù)能量守恒定律建立光源對(duì)于光學(xué)元件的入射光線與設(shè)計(jì)目標(biāo)上的出射光線一一匹配的關(guān)系,然后應(yīng)用折射定律求得自由曲面上的法向矢量與入射光線及出射光線之間的關(guān)系,從而建立一個(gè)微分方程組,通過(guò)求解微分方程組來(lái)求得自由曲面的數(shù)值。

   矩形光斑的光學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用于大功率LED路燈的配光方案�，F(xiàn)在大部分都是通過(guò)在單顆大功率LED上外置透鏡或者反射杯即二次光學(xué)設(shè)計(jì),使目標(biāo)面上的光場(chǎng)為照度分布滿足照明要求的矩形斑。矩形光斑設(shè)計(jì)與其他光斑設(shè)計(jì)對(duì)比,可以提高光能利用率,即提高節(jié)能率,另外有利于均勻度的提高。

   一般采用劃分網(wǎng)格法+邊緣光線理論來(lái)實(shí)現(xiàn)透鏡和反射杯的自由曲面的求解,它是一種具有直觀物理意義的方法,其設(shè)計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)實(shí)際上是定義一個(gè)從光源到給定光分布的映射,并且利用定義的映射來(lái)進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在劃分網(wǎng)格時(shí),要求光源網(wǎng)格的端點(diǎn)被映

射到給定光分布的端點(diǎn)上時(shí),網(wǎng)格內(nèi)的能量也進(jìn)行相應(yīng)的映射,以保證實(shí)現(xiàn)最終的能量傳輸要求。因此,除了要?jiǎng)澐肿銐虻木W(wǎng)格以保證精度外,還需要準(zhǔn)確地控制光學(xué)表面的形狀以實(shí)現(xiàn)定義的映射。自由曲面透鏡形式及光強(qiáng)分布情況。