通過高斯函數擬合離焦MTF曲線，提取峰值位置z?參數，該參數直接表征場曲與像散大小。 在小誤差假設下，建立z?與透鏡組偏心的線性關系，構建靈敏度矩陣： 式中：為各視場z?與理想焦移的差值，Si,j為一階靈敏度矩陣，ΔD為系統誤差量。基于z?參數定義損失函數，采用BFGS算法極小化損失，快速校正透鏡組偏心，初步消除場曲與像散，全程無需復雜波前測量，數據采集與標定僅需3分鐘。

摘要 高功率激光二極管常表現出不對稱發散和像散。在本案例中，激光二極管首先用物鏡準直，然后用非球面透鏡聚焦，并在Virtualab Fusion中研究了焦點區域的光場的演化。與沒有像散的情況相比，可以清楚地展示像散對其焦點區域的光場影響。 建模任務 非球面鏡和準直物鏡 透鏡系統元件允許簡單地定義一個由光滑表面和均勻的、各向同性的介質的交替排列組成的元件。

這兩種追跡方法，本質是為光學研究與工程實踐搭建了 “從預判到驗證” 的橋梁，讓每一次光斑分析都有數據支撐，每一次設計優化都有明確方向 —— 最終讓科研創新更高效、工程落地更穩妥，這正是光學模擬賦能行業的深層邏輯：以精準洞察，驅動無限可能。

傳統鏡頭分析多依托幾何鏡頭設計等專業工具，而在需要精細化衍射分析的實際場景中，光學仿真需兼顧衍射效應等關鍵物理特性。本次我將以像散轉換器為實操案例，為大家講解如何通過 VirtualLab Fusion 導入鏡頭文件，完成包含衍射分析的光學系統仿真。 圖1.

圖4 光斑圖 2.放大鏡組：四片式結構+折疊光路，兼顧放大與小型化 放大鏡組的核心需求是“5倍放大+小共軛距離（50-80mm）”，團隊以“四片式放映物鏡”為初始結構（圖5），在ZEMAX中優化如下： 像差控制：用操作數SPHA（球差）、COMA（彗差）、ASTI（像散）、DISG（畸變）約束像差，最終畸變僅5.17%；體積優化：加入平面反射鏡折疊光路，將鏡頭總長控制在90mm，與

因此，團隊先去除子鏡的傾斜項，僅對離焦（C?）、像散（C?）、彗差（C?）等關鍵像差進行高階擬合，再將傾斜項固定為基底面（500nm子鏡）的系數。

圖5 后組整體結構示意圖 3）整體系統優化 將優化后的前后組透鏡數據組合，進入整體優化階段： 以球差為核心優化函數，開放各面半徑和厚度為變量，確保MTF≥0.4，滿足基礎清晰度要求；加入畸變和場曲操作數，設置場曲權重0.5、畸變權重1，重點優化畸變像差，開放對像差貢獻較大的球面參數；以海普岡結構關鍵面的半徑和厚度為變量，手動增大彎月形透鏡厚度以消除像散和場曲，縮短優化時間并避免局部最優解

環型面透鏡會在光束中引入像散。 打開POP分析窗口的設置對話框，計算表面6（像面）的光束分布結果。選中顯示標簽，勾選“保存輸出光束至 (Save Output Beam To)” 選項并在隨后的文本框中把文件命名為Toroidal Lens.ZBF。

非球面透鏡后的焦點研究 先把具有不對稱發散和像散的激光二極管進行準直，然后使光聚焦。詳細研究了聚焦區域中場的演變。

建模任務 使用光線追跡進行系統分析 研究焦平面 研究焦平面（無像散） 研究焦平面（有像散）