1、傳統(tǒng)的光學儀器照明光學系統(tǒng)設計是借助通用的成像光學設計軟件,把光源視為物面成像并通過相應的相差分析手段來評價照明光學系統(tǒng)的優(yōu)劣,隨著科技發(fā)展與實際的需求,國外出現(xiàn)了專用的照明系統(tǒng)設計軟件。但我國在照明設計理論和照明設計軟件開發(fā)等方面相對國外都比較落后。為此,本文首先就對照明光學系統(tǒng)中光線追跡與照度理論進行分析與完善,然后根據(jù)該理論設計出一套比較完整的光學儀器照明設計CAD軟件,彌補國內(nèi)在此方面上的不足。本文所做的工作主要有以下幾個方面:

2、
　　1、推導和論述了光線追跡中三種光線追跡理論,分析了各種理論的優(yōu)缺點,并詳細論述了矢量法光線追跡理論。該部分還對橢球反光面的光線追跡理論進行了推導。
　　2、由于光源發(fā)出的光子的初始位置和方向具有一定的隨機性和均勻性,因此精確模擬必須體現(xiàn)該隨機性。本論文中采用了國外同類軟件中使用的Monte Carlo法,就該方法的原理、隨機數(shù)的產(chǎn)生和檢驗進行了論述。提出了Monte Carlo法的不足,給出了改善的辦法,并首次在照明設

3、計中引用了線性同余組合發(fā)生器,大大提高了隨機數(shù)的獨立性和均勻性。最后運用Monte Carlo法進行了點光源、線光源、面光源和LED光源模型的建立。
　　3、根據(jù)相應理論編寫了光學儀器照明設計CAD軟件,對該軟件的總體設計思想、主要模塊、使用流程等方面進行了分析和介紹。然后搭建一環(huán)行透鏡照明系統(tǒng)實驗平臺,驗證了該軟件的可行性和準確性。最后還運用該軟件成功的對一照明光路進行了分析與計算,表明了該軟件具有很好的實用性。
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4、為了進一步提高設計速度和質量,快速地將照明光路的參數(shù)轉化為工程圖和三維立體圖,本文還分別運用二維輔助設計軟件 CAXA、三維輔助設計軟件SolidWorks進行二次開發(fā)建立光學鏡頭光學結構件圖庫,大大提高了設計速度?；贑AXA的光學鏡頭光學結構件圖庫的建立在國內(nèi)還是首見,該軟件還對其它產(chǎn)品的專用CAD系統(tǒng)的開發(fā)也具有一定的參考價值。
　　最后總結了全文的工作,并對光學儀器照明設計CAD軟件和光學鏡頭光學結構件庫的二次開發(fā)軟件的進