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《浙江大学》 2006年
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非序列光线追迹程序计算精度的评价

汪扬春  
【摘要】: 随着科学技术的不断发展,在航天、天文和精细加工等高科技领域,对光学系统的性能提出了前所未有的高要求。对于一些具有复杂结构和特性的光学系统的设计,需要通过非序列光线追迹方法来模拟实现。本课题的研究内容是评价非序列光线追迹方法的计算精度。 本文记述了蒙特卡洛模拟方法及基于该算法的非序列光线追迹法的原理。使用基于蒙特卡洛光线追迹算法的计算机软件——LightTools对一些可以用理论公式直接计算的情况进行了数值模拟,通过理论计算和数值模拟结果的比较获得了关于非序列光线追迹程序计算精度的初步结果。具体内容包括:详细分析了(1)点光源在平面上产生的照度分布;(2)平行光束在介质表面上发生折、反射时的菲涅尔反射损失;(3)投影系统中常用的方棒照明光学系统最佳匀光学结构;及(4)利用信息论理论对采样误差进行的分析。 通过分析点光源在一平面上产生的照度分布得出:数值模拟时每个网格内的照度误差的标准差与网格内光线条数平方根的倒数成比例,这与数学上蒙特卡洛算法的误差结果分析相一致;利用傅里叶级数展开式提出了在一定精度范围内每个网格所需要追迹的光线数。通过计算分析光在介质表面上的折、反射得出:LightTools模拟光在介质表面上发生折、反射时的结果和非涅耳公式的结果完全一致,几乎没有误差。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:O438

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 王森;大芯径光纤焦比退化特性研究[D];中国科学技术大学;2010年
2 杨青林;基于光学仿真和数字图像技术的喷油器喷孔板视觉定位系统的设计和研究[D];上海交通大学;2008年
3 苏杰;全光谱日光模拟器的辐照特性研究[D];西安建筑科技大学;2008年
4 孙宇;投影显示中的激光照明系统研究和设计[D];厦门大学;2008年
【参考文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 牛莜春;应用Monte Carlo方法计算氦原子显含电子相关波函数的基态能级[D];福建师范大学;2003年
2 周平;液晶投影仪照明系统的研究[D];浙江大学;2004年
3 朱照梁;自由曲面反射体前照灯配光技术的研究[D];浙江工业大学;2004年
【共引文献】
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 师荣光;赵玉杰;沈跃;郑向群;王维;;农产品产地土壤重金属污染风险评价技术研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第二卷)[C];2011年
2 王教团;李炜;;传感器的合理配置问题[A];第一届中国智能计算大会论文集[C];2007年
3 刘文峰;张陈斌;陈宗海;;量子幺正演化与测量控制的蒙特卡罗仿真[A];第13届中国系统仿真技术及其应用学术年会论文集[C];2011年
4 吕晓娟;黄美发;钟艳如;匡兵;;基于蒙特卡罗仿真的新一代GPS测量不确定度管理[A];中国仪器仪表学会第九届青年学术会议论文集[C];2007年
5 刘敏珊;王志彬;董其伍;靳遵龙;;蒙特卡罗技术在换热网络工程成本预测中的应用[A];2006年石油和化工行业节能技术研讨会会议论文集[C];2006年
6 陈肇飞;范广涵;;基于LED照明的新型匀光系统研究[A];海峡两岸第十八届照明科技与营销研讨会专题报告暨论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 叶修松;机载激光水深探测技术基础及数据处理方法研究[D];解放军信息工程大学;2010年
2 张文字;CF-LCoS微型投影光引擎的LED照明系统研究[D];浙江大学;2010年
3 孙鸣捷;微型投影显示系统中混合光源照明技术和激光散斑消除技术的研究[D];浙江大学;2010年
4 司夏萌;互联网信息传播结构下的舆论涌现过程研究[D];北京交通大学;2011年
5 陈雪;太阳能热光伏系统机理与实验研究[D];南京理工大学;2010年
6 蒋小平;仿复眼六角形孔径掩埋式变折型曲面微透镜阵列研究[D];苏州大学;2011年
7 靳贵平;紫外探测技术与双光谱图像检测系统的研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2004年
8 刚宪约;曳引电梯系统动态理论及动力学参数优化方法研究[D];浙江大学;2005年
9 李同卓;蒙特卡罗法对射流泵内部流场的数值模拟[D];武汉大学;2005年
10 王建成;构建植物遗传资源核心种质新方法的研究[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 答元;MOS器件电离损伤的蒙特卡罗模拟研究[D];西安工业大学;2011年
2 曾武智;基于汽车自适应前照灯的车灯配光关键技术研究[D];华南理工大学;2011年
3 叶葱;考虑装置故障概率的无功优化问题研究[D];华南理工大学;2011年
4 贾伟;基于FMEDA的气动薄膜调节阀可靠性研究[D];浙江工业大学;2010年
5 李学智;基于蒙特卡罗方法的移动节点安全性研究[D];安徽工业大学;2010年
6 杨岳枫;基于五种典型时段电梯交通流分析研究[D];天津大学;2010年
7 张力;LED芯片及LED灯具的光学模拟和测试[D];华中科技大学;2011年
8 冉景;基于逆向反馈优化方法的LED自由曲面透镜设计与研究[D];华中科技大学;2011年
9 王强;LED手术无影灯的设计[D];华中科技大学;2011年
10 潘晴;基于反向蒙特卡罗法的飞行器空间外热流计算[D];上海交通大学;2012年
【同被引文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张林华;多环境参数人工模拟技术研究[D];西安建筑科技大学;2005年
2 甄艳坤;LCOS微投影显示中照明系统的研究和设计[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘瑞斌;天文用光纤特性研究[D];长春理工大学;2002年
2 马道文;基于计算机视觉的活塞环闭口间隙测量系统研究[D];合肥工业大学;2003年
3 周晓波;LED灯光照明系统的仿真研究及其软件开发[D];武汉理工大学;2004年
4 周平;液晶投影仪照明系统的研究[D];浙江大学;2004年
5 尉敏;太阳辐射全光谱模拟人工光源的实验研究[D];西安建筑科技大学;2004年
6 李刚;印刷线路板图像检测方法和系统研究[D];北京化工大学;2002年
7 胡海蕾;LED照明光学系统的设计及其阵列光照度分布研究[D];福建师范大学;2005年
8 张国亮;基于图像技术的焊缝跟踪系统的开发[D];哈尔滨理工大学;2005年
9 沈默;LED投影显示照明系统研究[D];浙江大学;2006年
10 汪巍;基于透射型自由曲面理论的均匀照明设计方法研究[D];浙江大学;2006年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 杜景龙;碟式斯特林太阳热发电系统太阳模拟器的设计与实验研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 杨剑;面曝光快速成形光固化实验研究[D];西安工程大学;2011年
2 刘春山;基于数字图像处理的修井作业油管接箍识别问题的研究[D];东北石油大学;2011年
3 朱虎成;基于机器视觉的汽车活塞装配质量在线检测[D];上海交通大学;2012年
4 胡越;基于LCOS的激光投影仪系统的显示图像均匀度分析调试[D];华东师范大学;2010年
5 卢卫涛;神光-Ⅲ汤姆逊散射诊断成像系统设计与研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2011年
【二级参考文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张玉红;H_2/C_2H_2系统电子助进热丝化学气相沉积动力学过程研究[D];河北大学;2001年
【相似文献】
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1 郑晓东;汪扬春;秦文红;;非序列光线追迹程序照度分布计算的随机误差分析[J];光子学报;2008年10期
2 夏新林,谈和平,余其铮,王平阳;用蒙特卡洛方法计算红外光学系统的杂散光[J];计算物理;1997年Z1期
3 谢谟文;寻找边坡三维最危险滑动面的简单蒙特卡洛方法[J];地质学报;2004年04期
4 谢谟文;寻找边坡三维最危险滑动面的简单蒙特卡洛方法[J];地质学报;2004年06期
5 谢里阳,徐灏;P-S-N曲线试验方案的统计模拟研究[J];航空学报;1988年09期
6 杨莉军,赵贤淑;蒙特卡洛方法及在二维随机游动问题中的应用初探[J];北京印刷学院学报;2001年03期
7 谢水园;刘源;;技术经济分析中的蒙特卡洛方法[J];时代金融;2010年08期
8 董高玉;赵晓飞;;地球物理非线性反演方法综述[J];科技资讯;2011年06期
9 罗健;原子中电子云的数值模拟[J];重庆师范学院学报(自然科学版);1993年03期
10 曹俊诚;吕京涛;;共振声子辅助的太赫兹量子级联激光器中杂质散射的蒙特卡洛模拟(英文)[J];半导体学报;2006年02期
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1 石正军;黄清南;张亚林;;基于蒙特卡洛方法的光线追迹程序设计[A];中国工程物理研究院科技年报(2002)[C];2002年
2 孙金玮;翟彬;李德胜;;一种温湿度、照度多功能传感器的研究[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(下)[C];2001年
3 萧弘清;陳金锡;陳清水;林群翔;;同步量測照明技術研究與應用[A];海峡两岸第十一届照明科技与营销研讨会专题报告文集[C];2004年
4 吴辛;许朝劲;;用改进蒙特卡洛方法计算钢筋混凝土门架的失效概率[A];工程结构可靠性——中国土木工程学会桥梁及结构工程学会第七届学术会议论文集[C];1987年
5 张枫念;肖大友;顾建苏;;在膜簧碟簧生产中用蒙特卡洛法进行优化[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
6 石正军;於海武;李丽娟;张亚林;;泵浦腔的光线追迹计算方法[A];第11届全国计算机在现代科学技术领域应用学术会议论文集[C];2003年
7 周鸿颖;陈家璧;胡群华;邱高;;利用光线追迹测量折射率的研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
8 师智全;魏晓峰;马驰;粟敬钦;;大型固体激光器光束定位稳定性分析[A];第六届全国激光科学技术青年学术交流会论文集[C];2001年
9 程磊;房永智;王刚;;蒙特卡洛计算方法与作战毁伤模拟决策分析[A];中国系统工程学会决策科学专业委员会第六届学术年会论文集[C];2005年
10 李艳坤;蔡文生;邵学广;;基于无信息变量消除的近红外光谱波长选择方法研究[A];第九届全国计算(机)化学学术会议论文摘要集[C];2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 中国预防医学科学院环境卫生监测所高级工程师 曲建翘;你所用的“光”够吗?[N];健康报;2001年
2 特约记者 黄锡新;七一八所夜视仪值守人民大会堂[N];中国船舶报;2007年
3 卢庆儒;照度感测元件:改善液晶显示器的画质与耗电性[N];电子资讯时报;2006年
4 阿拉丁照明网 郑雅琴;LED大热背后的理性呼唤[N];消费日报;2009年
5 本报记者 曾祥素;关注室内光污染[N];中国质量报;2004年
6 本报记者 袁京;警惕室内光污染[N];北京日报;2004年
7 竞平;扬长避短:照相手机照样拍照[N];中国摄影报;2005年
8 ZOOWA;选购DC镜头的注意事项[N];中国电脑教育报;2004年
9 郑州 臧金林;再谈《智能型雨控、光控、定时控制器》[N];电子报;2001年
10 河北 赵永刚;延长白炽灯寿命一法[N];电子报;2005年
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1 邵伟;蒙特卡洛方法及在一些统计模型中的应用[D];山东大学;2012年
2 靳贵平;紫外探测技术与双光谱图像检测系统的研究[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2004年
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5 曹华梁;全天候户外景象长波红外成像建模与合成[D];华中科技大学;2005年
6 师智全;大型固体激光装置光学元件结构稳定性分析研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2003年
7 侯代文;非线性滤波及其在说话人跟踪中的应用研究[D];大连理工大学;2008年
8 梁培;掺杂ZnO稀磁半导体磁性的第一性原理计算[D];华中科技大学;2009年
9 吴小燕;线性模型中M方法的随机加权逼近[D];中国科学技术大学;2006年
10 王海;颅脑功能无创非接触检测技术的研究[D];东北大学;2008年
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1 汪扬春;非序列光线追迹程序计算精度的评价[D];浙江大学;2006年
2 苏杰;全光谱日光模拟器的辐照特性研究[D];西安建筑科技大学;2008年
3 黄秋红;宽照度范围的CCD在线检测技术的实验研究[D];西安理工大学;2000年
4 张彪;半导体激光器的耦合技术研究[D];北京工业大学;2005年
5 张剑;基于蒙特卡洛方法的航空电子维修产能模拟及预测[D];上海交通大学;2012年
6 曹小鹏;“全球资产动态分配系统”中的几个关键问题的研究[D];西安电子科技大学;2005年
7 程红飞;变折射率介质中成像研究[D];天津大学;2005年
8 卞学丽;光学镜头“猫眼”效应分析及在短距离信息交换中的应用[D];电子科技大学;2005年
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10 赵沛;城市居住区室外照明规划与设计[D];天津大学;2003年
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