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龙图腾网获悉江南大学申请的专利一种自由曲面及非球面光束整形装置与方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119376097B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411646167.5，技术领域涉及：G02B27/00；该发明授权一种自由曲面及非球面光束整形装置与方法是由苏宙平;徐圣智设计研发完成，并于2024-11-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种自由曲面及非球面光束整形装置与方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种自由曲面光束整形装置与方法，属于光分布调控的技术领域。本发明提供的自由曲面光束整形方法，首先生成一个标准化的入射和出射面网格分布图，接着将标准化的入射和出射网格分布图分别映射到自由曲面和目标面上，再根据入射光和出射光的方向计算自由曲面上相应采样点的法向量，基于法向量计算自由曲面上各采样点，这种方法可以设计自由曲面光学元件来调控光分布的。通过将设计的自由曲面光学元件集成为光学元件阵列，可以对多光束进行光分布调控。该设计方法具有很强的通用性，可以针对多光源和多个光束来设计自由曲面光分布调控，实现在高功率的应用场景中应用，可以实现对非零扩展量光束进行精准的调控。

本发明授权一种自由曲面及非球面光束整形装置与方法在权利要求书中公布了：1.一种自由曲面光束整形方法，其特征在于，所述方法用于通过自由曲面透镜或反射镜将呈任意辐照度分布的光束整形成所期望的辐照度分布，所述自由曲面透镜或反射镜的设计方法包括： 步骤1：确定初始条件和初始化参数； 步骤2：对目标面初始网格进行优化； 优化的标准为输入平面网格能量和对应的目标面网格能量相等，对目标面网格优化使用的方法为泊松基多边形网格优化算法； 步骤3：根据入射光线和出射光线的方向计算自由曲面上相应采样点的法向矢量，获得法向矢量场； 入射光线的单位矢量为In＝[0,0,1]，出射光线的单位矢量为Out，其表达式为： 其中，p为输入平面上任意格点的坐标，q为目标面上对应的格点坐标； 则透射式自由曲面上各个采样点的法向矢量的计算公式为： 反射式自由曲面上各个采样点的法向矢量的计算公式为： 其中，nt为透镜材料折射率； 步骤4：基于步骤3得到的法向矢量场计算自由曲面矢高； 采用离散余弦变换计算自由曲面的矢高，计算公式为： 其中，N为步骤3中计算得到的法向矢量，dct2和idct2为离散余弦变换和离散余弦逆变换，h”k,l表示频率域上的厚度，hk,l表示矢高在自由曲面上第k,l采样点的矢高，m和n表示在x和y方向总的采样点数量； 步骤5：构建自由曲面透射或反射元件的实体模型，并进行光迹追踪，验证结果。

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