院況簡介
1949年,伴隨著新中國的誕生,中國科學(xué)院成立。
作為國家在科學(xué)技術(shù)方面的最高學(xué)術(shù)機構(gòu)和全國自然科學(xué)與高新技術(shù)的綜合研究與發(fā)展中心,建院以來,中國科學(xué)院時刻牢記使命,與科學(xué)共進,與祖國同行,以國家富強、人民幸福為己任,人才輩出,碩果累累,為我國科技進步、經(jīng)濟社會發(fā)展和國家安全做出了不可替代的重要貢獻。 更多簡介 +
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中國科學(xué)院學(xué)部
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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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