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
zym完成签到 ,获得积分10
刚刚
刚刚
一水合羟基磷酸钙完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
zzy发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
2秒前
霁星河完成签到,获得积分10
2秒前
Amy完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
123完成签到,获得积分10
2秒前
学林书屋完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
Hunter完成签到,获得积分10
3秒前
yyY666发布了新的文献求助10
3秒前
畅chang发布了新的文献求助10
4秒前
wanci应助11111采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
栀子发布了新的文献求助10
5秒前
bkagyin应助为你博弈采纳,获得10
5秒前
5秒前
kc135完成签到,获得积分10
5秒前
瓦西哩完成签到,获得积分10
5秒前
Ava应助zyt采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
李健的小迷弟应助於傲松采纳,获得10
6秒前
Shmily发布了新的文献求助10
6秒前
充电宝应助欣喜的嘉熙采纳,获得10
6秒前
已忘的人完成签到,获得积分10
6秒前
dannielee完成签到,获得积分10
7秒前
Jasper应助wan采纳,获得20
7秒前
小二郎应助晴qq采纳,获得10
7秒前
7秒前
666发布了新的文献求助10
7秒前
海风发布了新的文献求助10
8秒前
朝俞发布了新的文献求助10
8秒前
liumou发布了新的文献求助10
8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
日本現代怪異事典 副読本 700
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 650
Machine Learning for Asset Management and Pricing 600
Numerical analysis of the coupled atmosphere-ocean models (CAO II). II 600
Models for the coupled atmosphere and ocean 600
Évora na Idade Média 555
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7385625
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8992412
关于积分的说明 19130507
捐赠科研通 7022922
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3227562
关于科研通互助平台的介绍 2390488
邀请新用户注册赠送积分活动 2208740