Mathematical modelling for high precision ray tracing in optical design

光线追踪(物理) 光学设计 追踪 计算机科学 算法 软件 分布式光线跟踪 过程(计算) 比例(比率) 错误检测和纠正 光学 物理 量子力学 程序设计语言 操作系统
作者
Changmao Wu,Yuanyuan Xia,Zhengwei Xu,Li Liu,Xiongxin Tang,Qiao Chen,Fanjiang Xu
出处
期刊:Applied Mathematical Modelling [Elsevier BV]
卷期号:128: 103-122 被引量:2
标识
DOI:10.1016/j.apm.2024.01.012
摘要

Optical systems have conventionally been evaluated by means of ray-tracing techniques, which can extract performance parameters such as aberration and spot size. However, current ray tracing methods in the field of optical design lack satisfactory methods for error analysis and improving its accuracy. Additionally, numerical calculations of large-scale, lengthy, and multi-scale ray tracing often result in inaccurate and even invalid outcomes due to round-off errors. In response to this challenge, we adopt the floating arithmetic theory to analyze the accumulative impact of round-off errors during the ray tracing process and develop a numerical error model for ray tracing. Using this model, we introduce compensation measures to achieve higher precision and then implemented a high-precision ray tracing algorithm. Finally, we conduct numerical experiments to validate our error model and high-precision algorithm, demonstrating their superior precision in comparison to the state-of-the-art authoritative optical design software, Zemax and CODE V.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
小美发布了新的文献求助10
刚刚
777完成签到,获得积分20
1秒前
1秒前
郭郭完成签到 ,获得积分10
1秒前
欣慰猕猴桃应助zzz采纳,获得10
1秒前
2秒前
糟糕的寒梅应助shaiiwe采纳,获得30
2秒前
2秒前
3秒前
大方的巨人完成签到,获得积分10
4秒前
六六完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
5秒前
关闭右耳发布了新的文献求助10
6秒前
坚定剑成发布了新的文献求助10
6秒前
九黎发布了新的文献求助10
6秒前
故事的小黄花完成签到,获得积分10
7秒前
浑灵安完成签到,获得积分10
7秒前
星辰大海应助燎原采纳,获得30
7秒前
8秒前
9秒前
9秒前
xiu完成签到,获得积分10
9秒前
777发布了新的文献求助30
9秒前
ding应助li采纳,获得10
9秒前
NexusExplorer应助什么意思哦采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
1234567完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
chen完成签到,获得积分10
12秒前
More发布了新的文献求助10
12秒前
sunyue发布了新的文献求助10
14秒前
云起龙都发布了新的文献求助10
15秒前
LuciusHe完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
小小完成签到 ,获得积分10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Materials selection in mechanical design 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6504971
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8299177
关于积分的说明 17715796
捐赠科研通 5604917
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2919990
邀请新用户注册赠送积分活动 1897403
关于科研通互助平台的介绍 1759439