光子学公开课第三十四期 | 华中大马冬林、北理工冯泽心：基于Ray Mapping的自由曲面非成像光学设计及其应用

 2021年2月1日，光子学公开课正式推出“自由曲面光学技术”专题系列课程。

光学系统设计领域从早期的球面系统到旋转对称式的非球面系统，再到非旋转对称式系统，光学系统朝着紧凑、轻量、高性能的方向发展。随着高精度加工和检测技术的提升，自由曲面逐渐被应用于各类光学系统中，为地面遥感、光谱成像、固态照明等领域带来了革命性的变化。

在本次系列课程中，美国亚利桑那大学Rongguang Liang教授首先介绍自由曲面光学技术的发展历史、研究现状以及未来展望。接下来，清华大学朱钧副教授将着重介绍自由曲面光学成像系统设计的基本原理和技术方法，以及自由曲面光学在空间遥感成像系统中的重要应用。北京理工大学程德文教授将进一步讲授自由曲面光学在现代增强现实（Augmented Reality，AR）光学系统中的应用，以及基于自由曲面光学相关解决方案的设计方法。

之后，浙江大学吴仍茂研究员将深入讲述自由曲面非成像光束调控及其在高效节能照明和聚光光伏领域的应用，尤其是基于蒙特-安培方程求解设计自由曲面光学以实现空间光束的最优传输和自由调控。紧接着，华中科技大学马冬林老师和北京理工大学冯泽心老师将讲授基于光线映射（Ray Mapping）的自由曲面非成像光学设计方法及其在道路照明和激光光束调控领域的应用研究，相关设计技术主要包括复合光线映射法、最优质量传输法、最小二乘光线映射法、反卷积法、迭代波前构建法、反馈补偿优化法、面向相干光束的几何光学-物理光学复合法等等。

最后，来自美国亚利桑那大学和Arizona Optical Metrology公司的Chunyu Zhao博士将针对自由曲面光学加工所面临的难题，即基于计算机生成全息图（CGH）的自由曲面光学检测技术进行系统地阐述，包括用于测试自由曲面的CGH的设计、加工与测试等等。

     光子学公开课由国内光学与光子学领域知名高校和研究机构发起，是面向有志于从事相关领域科学探索与技术应用的学生和从业人员推出的公益性在线公开课程，内容涵盖了光学工程学科研究、领域应用和光电专业教育教学的重要热点问题，主讲嘉宾均为国内外光学工程领域具有丰富教学及研究经验的专家学者。该课程旨在凝聚集体智慧，在新的形势下提升我国人才（特别是研究生）的培养质量，为前沿交叉创新和服务国家重大需求贡献力量。