上一篇文章我們介紹了什么是光學(xué)自由曲面，以及其具有的特點(diǎn)，今天我們繼續(xù)介紹自由曲面相關(guān)的知識點(diǎn)。

常見的自由曲面面型有5種：

1、超環(huán)面

這是以球面或非球面曲線作為母線繞一條回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)形成的曲面，回轉(zhuǎn)軸在母線所在的平面內(nèi)，并垂直于母線的對稱軸。超環(huán)面的一個特例是非球面柱面鏡，它只在y方向才有非球面系數(shù)，回轉(zhuǎn)半徑為無限大。

2、雙錐度系數(shù)曲面

這是光學(xué)設(shè)計(jì)軟件Zenax設(shè)計(jì)自由曲面時(shí)經(jīng)常使用的面型，曲面在兩個垂直方向即x和y方向的曲率半徑不同，錐度系數(shù)也不同。雙錐度系數(shù)曲面在激光打印機(jī)和激光掃描儀的f-θ透鏡中用得比較多。

3、不對稱非球面

這種變形非球面在垂直的兩個方向上即x和y向上的非球面系數(shù)是不一樣的。它的參數(shù)定義為：x曲率/x半徑（CUX/RDX）,y曲率/y半徑（CUY/RDY），x錐度系數(shù)，y錐度系數(shù)，4-10階旋轉(zhuǎn)對稱系數(shù)（AR、BR、CR、DR），4-10階非對稱系數(shù)（AP、BP、CP、DP）

4、微結(jié)構(gòu)數(shù)組

微結(jié)構(gòu)數(shù)組包括微透鏡數(shù)組、微菲涅爾透鏡數(shù)組、微棱鏡數(shù)組、微柱鏡數(shù)組、V-槽數(shù)組等。微透鏡數(shù)組的應(yīng)用比較廣泛，在照明系統(tǒng)中經(jīng)常用于提高照明均勻度，如手機(jī)背光源中的導(dǎo)光板、數(shù)碼投影儀中的光引擎、汽車燈具中的燈罩（配光鏡）等。微透鏡數(shù)組在光通信系統(tǒng)中經(jīng)常用于光纖束的準(zhǔn)直和聚焦，如自由空間光交叉連接器、光開關(guān)等。在生物學(xué)系統(tǒng)中微透鏡數(shù)組也有應(yīng)用，如生物芯片測試系統(tǒng)中用微透鏡數(shù)組代替?zhèn)鹘y(tǒng)的共焦熒光系統(tǒng)，可以大大地縮小測試儀器的體積。

5.參數(shù)向量表示的任何形狀的自由曲面

這種曲面包括xy多項(xiàng)式自由曲面、貝塞爾曲面、B樣條曲面等。早在20世紀(jì)60年代，B樣條曲線曲面被引入飛機(jī)和汽車行業(yè)中。在多種B樣條曲線曲面中，NURBS方法曾被認(rèn)為是統(tǒng)一表示自由型曲線曲面的國際標(biāo)準(zhǔn)形式?，F(xiàn)在在光學(xué)成像系統(tǒng)和照明系統(tǒng)中，也引入了B樣條曲線曲面來表示任意形狀的自由曲面，微光學(xué)領(lǐng)域開拓了寬闊的背景。

因?yàn)樽杂汕娴男螤畈灰?guī)則且復(fù)雜，的對其面型的描述是一個較為復(fù)雜的事情，目前采用的描述方法非常多，以上面型也僅是較為常見的幾種。

不僅是在自由曲面的面型描述上，在自由曲面制作加工上，同樣面臨著相當(dāng)大的難以把握性，需要能夠進(jìn)行超精密加工的光學(xué)智能拋光設(shè)備來對其進(jìn)行確定性去除拋光。

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