宏函数@JMRCC介绍-离轴反射系统的光线位置约束——CodeV宏函数篇（一）2

接下来，将通过单个Q2D类型自由曲面反射镜的优化案例来介绍函数@JMRCC的实战用法。

       1. Q2D类型自由曲面简介

Q2D类型自由曲面是在Q-type（Qbfs）非球面基础上变化而来，其相较于Q-type非球面多了一个偏轴角参数，意为圆锥曲面轴线与Z轴的夹角。由于Q2D自由曲面将Z轴方向设为与原点处曲面的法线方向一致，因此曲面的旋转变换可以看成原来位于顶点处的坐标系在整个曲面上相切（XY平面）滑动。在非球面偏离圆锥曲面的距离项中，Q2D延用了Q-type非球面多项式的在非球面沿法相方向偏离梯度（斜率）上的正交性，通过控制多项式系数平方和的大小来控制非球面相对于圆锥曲面的斜率变化速率，进而控制非球面偏离圆锥曲面的距离。其多项式的正交性有助于去除冗余，提升优化效率，其为系数平方和与非球面斜率偏离速率建立的联系为实际的可加工性提供了直接的参数约束。

2. 系统初始结构建立

按下图所示参数在GUI中建立初始结构，或在.seq文件中编写程序并运行以建立初始结构。其中，表面2的类型为Q2D自由曲面，离轴角为-15°，为保证入射光线与圆锥曲面的轴线平行（此时对于抛物面的轴上光线来说成完善像），将该面的偏心类型改为偏心并弯曲，并将旋转角alpha改为离轴角的相反数（15°），在几何上容易看出此时入射光线与曲面轴线平行。由于该系统关于YZ面对称，因此可在表面2的Q2D自由曲面系数表中将显示系数对称条件改为相对于Y-Z平面对称。

运行宏管理器中的spot2d.seq（工具→宏管理器→示例宏→几何分析→spot2d.seq）来观察初始结构下不同视场的光斑大小，将scale size改为3以免不同视场的光斑在绘图中重叠，并将Number of X/Y Filed Points改为5，相比与点列图，该宏可以根据最大及最小视场设置任意多个视场点，并构建直观的2维光斑图，其结果如下图所示。可以看到此时轴上视场由于成完善像，光斑很小，而其他视场的光斑较大，下面将对该系统轴外视场的性能进行优化。