本文设计了一种偏轴线聚焦的太阳能聚光镜,此聚光镜反射镜面的面型由一组具有特定系数a₂,a₄,a₆,a₈,C的偶次非球面方程所决定,用这组特定系数的高次柱面作为聚光镜,其对光的压缩比可达到635:1。首先,由高次柱面太阳能聚光镜的面型方程、光反射定律,推导出在高次柱面内壁上反射光束矢量与入射光束矢量和高次柱面的结构参数a₂,a₄,a₆,a₈,C之间的关系。由此,得到了聚光系统聚光效率的评价函数表达式,理论分析阐明了非球面系数与系统评价函数之间的函数关系。其次,采用粒子群算法对高次柱面的结构参数a₂,a₄,a₆,a₈,C进行优化设计,以聚光系统的评价函数作为粒子群算法中的适应度函数,寻找能使适应度函数最小的偶次非球面系数。通过优化这些参数,使入射光束经高次柱面内壁反射后全部聚焦在一条与柱面母线平行的窄宽度的线段上,形成线聚光。最后,对设计结果进行计算机模拟验证和现场模拟实验,并给出了整个高次柱面太阳能聚光镜对太阳光束的反射效果图和现场模拟实验效果图。模拟结果表明:用具有特定系数的高次柱面作为太阳能聚光镜,可实现偏轴聚焦,也完全可达到线聚焦的目的。高次柱面聚光镜聚焦后的线性光斑可作为一种高温光源,进行高温利用。