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加快打造原始創(chuàng)新策源地,加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),努力搶占科技制高點,為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展,率先建成國家創(chuàng)新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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軟件所在高精度光線追跡研究方面獲進展

2024-02-05 軟件研究所
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近日,中國科學(xué)院軟件研究所天基綜合信息系統(tǒng)重點實驗室光學(xué)智能計算研究團隊在《應(yīng)用數(shù)學(xué)建?!罚?/span>Applied Mathematical Modelling)上,發(fā)表題為Mathematical modelling for high precision ray tracing in optical design的研究論文。該研究提出了新穎的形式化光線追跡誤差模型,并依據(jù)誤差模型指導(dǎo),提出了高精度光線追跡算法。

光線追跡是光學(xué)設(shè)計的基礎(chǔ),其計算誤差對光學(xué)設(shè)計精度影響極大,微小的擾動就會引起像質(zhì)的大幅退化。光線追跡的浮點計算誤差影響因素、作用機理一直是光學(xué)設(shè)計領(lǐng)域未解決的難題。為解決上述挑戰(zhàn),該研究給出了光線追跡標(biāo)準(zhǔn)公式集,并基于浮點計算理論,推導(dǎo)出光線追跡誤差模型,從理論上推理出光線追跡誤差構(gòu)成、誤差上下界及誤差表達式。同時,依據(jù)光線追跡誤差模型,研究人員提出了提升光線追跡精度的五大措施,即虛切面、重投影、惡性相消避免、單位化和坐標(biāo)局部化。

該研究提出的算法已集成進光學(xué)設(shè)計軟件SeeOD中,并與光學(xué)設(shè)計軟件Zemax和CODE V的光線追跡算法相比較。結(jié)果表明,該算法對子午面光線和空間光線均具有更好的數(shù)值穩(wěn)定性和追跡精度,光線追跡交點平均殘差比Zemax和CODE V分別小4和6個數(shù)量級,光線方向向量平均殘差比Zemax和CODE V分別小5和8個數(shù)量級。

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打印 責(zé)任編輯:江澄

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