基于几何光学的射线追踪法计算反射面光程并绘制图线

资 源 简 介

基于几何光学的射线追踪法计算反射面光程并绘制图线

详 情 说 明

在光学系统设计与分析中，基于几何光学的射线追踪法是一种经典而有效的手段。这种方法通过模拟光线与光学元件的相互作用，能够精确计算出光线在反射面处的光程变化，并绘制出直观的图线展示光线路径。

射线追踪的核心思想是将光线视为直线传播的几何射线。当遇到反射面时，根据反射定律计算反射方向。对于理想反射面，入射角等于反射角，且入射光线、反射光线和法线位于同一平面内。通过迭代追踪每条光线在光学系统中的路径，可以完整记录其光程变化。

光程计算是射线追踪的重要环节。光程定义为光线传播路径的几何长度与介质折射率的乘积。在反射系统中，通常只考虑空气中的传播，因此可直接累加光线在各段的几何长度。对于复杂反射面，需要采用数值方法求解光线与曲面的交点。

图线绘制能够直观展示分析结果。典型的输出包括：光线在反射面的入射/反射路径图、光程随入射角度的变化曲线、光程差分布图等。这些可视化结果可以帮助工程师快速评估反射面设计的合理性，发现可能存在的像差问题。