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非球面是一種旋轉對稱但橫截面為非圓形的曲面，通常可以通過以下形式的冪級數展開式進行描述：在PanDao中無需輸入絕對的曲面形狀描述數據，而是需要提取與制造鏈中光學加工工藝設置相關的參數，例如最小曲率半徑、非球面度等。這些參數可通過PanDao的“PRO-OPTIC CONVERTER”工具自動進行轉換，（詳情可見之前的案例 “利用PanDao確定和轉換透鏡公差”）。

透鏡參數在光學設計上常使用的最小化Seidel斜向像散的方法可透過在OpticStudio的評價函數中加入ASTI操作數達成目的，此時我們將目標值設為0、加大權重，並且使用單一波長。在縮小遠點球面上最小模糊圈的方面，我們可以透過OpticStudio的預設優化函數和光點半徑標準等功能達成目的。

然後我們打開OPD Fan並設定如下圖，可以看到Py=-1的時候，波前差確實是-0.272387。現在讓我們來驗證看看離軸的視場，例如說我們想看最大的視場3。首先我們清空評價函數編輯器，然後先暫時把出瞳面的Radius設回無限大。輸入以下資料到評價函數中，目的是計算主光線在出瞳面上的位置、角度以及到像面所經過的光程。

（1）離軸非球面中：什么是“offsetR”？“offsetR”是從非球面的對稱軸到離軸非球面通光孔徑中心的橫向距離。（2）離軸非球面：在“中心厚度”處應輸入什么？需要查閱標準透鏡的圖紙：輸入稱為“gauge”的局部最小透鏡厚度數值。（3）離軸非球面：在“最小曲率半徑”和“最小凹曲率半徑（SCRC）”處應輸入什么？

因此，在光學設計過程中，PanDao 會描述整個制造鏈，包括制造成本、鍍膜成本、測試成本和中心成本。接下來，將展示PanDao對一款直徑為220 毫米的平凸非球面鏡片（見圖1）的制造成本和技術分析，該鏡片計劃生產500 件。PanDao（圖2）確定采用亞孔徑數控磨削并以最終的CCP 研磨拋光作為最佳的加工流程。

因此，在光學設計過程中，PanDao 會描述整個制造鏈，包括制造成本、鍍膜成本、測試成本和中心成本。接下來，將展示PanDao對一款直徑為220 毫米的平凸非球面鏡片（見圖1）的制造成本和技術分析，該鏡片計劃生產500 件。PanDao（圖2）確定采用亞孔徑數控磨削并以最終的CCP 研磨拋光作為最佳的加工流程。

在PanDao軟件當中，可以輸入生成圓柱形表面透鏡，對于這些表面，存在眾多的光學制造技術。根據相關標準，PanDao默認讀取具有透鏡直徑的圓形光學元件（在通用輸入部分進行輸入）。對于其他非圓形外徑形狀，如矩形，請使用PanDao軟件的“非圓形圓周”功能。可以查看相關案例：“如何在PanDao中定義非圓形圓周透鏡？”

因此，在光學設計過程中，PanDao 會描述整個制造鏈，包括制造成本、鍍膜成本、測試成本和中心成本。接下來，將展示PanDao對一款直徑為220 毫米的平凸非球面鏡片（見圖1）的制造成本和技術分析，該鏡片計劃生產500 件。PanDao（圖2）確定采用亞孔徑數控磨削并以最終的CCP 研磨拋光作為最佳的加工流程。

因此，在光學設計過程中，PanDao 會描述整個制造鏈，包括制造成本、鍍膜成本、測試成本和中心成本。 接下來，將展示PanDao對一款直徑為220 毫米的平凸非球面鏡片（見圖1）的制造成本和技術分析，該鏡片計劃生產500 件。 PanDao（圖2）確定采用亞孔徑數控磨削并以最終的CCP 研磨拋光作為最佳的加工流程。

結論本文報告了兩種特定的非球面生成方法，它們已被數字化并添加到 PanDao 的可生產性分析中，該分析涵蓋了 360 種光學制造技術：通過非球面化生成具有小非球面度的淺非球面，以及通過Pea Puffer拋光方法生成小直徑非球面，其中非球面以稍大的直徑生成，隨后通過中心磨削回到所需的直徑。這兩種方法都節省了成本并最小化了風險。

此類模式可以在 OpticStudio 中使用 POP 設置對話框中的內置“高斯腰”光束定義進行建模：此模式的主要輸入是 X 和 Y 中束腰以及 X 和 Y 中光束的階數。以上設置演示瞭如何對 X 和 Y 中具有相同腰尺寸的 (0,0) 模式進行建模，對應於單模高斯光束。

結論本文報告了兩種特定的非球面生成方法，它們已被數字化并添加到 PanDao 的可生產性分析中，該分析涵蓋了 360 種光學制造技術：通過非球面化生成具有小非球面度的淺非球面，以及通過Pea Puffer拋光方法生成小直徑非球面，其中非球面以稍大的直徑生成，隨后通過中心磨削回到所需的直徑。這兩種方法都節省了成本并最小化了風險。

所有球面和非球面透鏡的針孔畸變值如表2所示。所有球面針孔三聯鏡（圖2）由半月板S1組成，由曲面2和3組成；由表面4和5形成雙凸透鏡S2，由表面6和7形成負凹平面透鏡S3。圖2中沒有顯示曲面3、5、7的數量，其中透鏡S1呈黃色，對應的是折射率n = 1.800，阿貝系數v = 46.63的玻璃模型。

在 OpticStudio 中對此設置進行建模的最簡單方法之一是使用陣列物件 (array object)。提供的範例，選擇了 Lenslet Array 1 物件， 它由矩形體陣列組成，每個矩形體的前表面為平面，後表面為使用者自訂數目的重複曲面。後表面可以是平面、球面、圓錐面、多項式非球面或環形表面。這使得陣列中透鏡元件表面形狀的定義和優化具有了極大的靈活性。

在這種情況下，先磨削和拋光擬合球面（采用全孔徑接觸），然后再使用子孔徑非球面拋光技術進行后續加工，比直接磨削和拋光非球面表面更為經濟。圖4.展示了PanDao對平非球面BK7透鏡（圖1）的分析：將非球面度從4微米減少到2微米，總制造成本可以降低15.9%。制造鏈風險分析通過應用PanDao，可以建立滿足設計參數和公差要求的最佳制造鏈。

在這種情況下，先磨削和拋光擬合球面（采用全孔徑接觸），然后再使用子孔徑非球面拋光技術進行后續加工，比直接磨削和拋光非球面表面更為經濟。圖4.展示了PanDao對平非球面BK7透鏡（圖1）的分析：將非球面度從4微米減少到2微米，總制造成本可以降低15.9%。制造鏈風險分析通過應用PanDao，可以建立滿足設計參數和公差要求的最佳制造鏈。

在這種情況下，先磨削和拋光擬合球面（采用全孔徑接觸），然后再使用子孔徑非球面拋光技術進行后續加工，比直接磨削和拋光非球面表面更為經濟。 圖4.展示了PanDao對平非球面BK7透鏡（圖1）的分析：將非球面度從4微米減少到2微米，總制造成本可以降低15.9%。

PanDao的膠合工藝涵蓋兩個光學表面的膠合，例如將透鏡B（LB）精密膠合至透鏡A（LA）表面：當前，膠合工藝僅適用于球面與平面玻璃光學表面。

PanDao軟件讀取中頻空間波長（MSW）參數；通常平面與球面不允許存在中頻空間誤差，對應參數設置為MSW=0。

2.實際約束條件下初始結構的生成盡管FTR方法能夠兼容折射式與反射式表面（包括球面、非球面及自由曲面形態），但本文將聚焦于全球面透鏡設計的自動生成。第一個案例引用自文獻[6]的快速近紅外（NIR）鏡頭研究，作者從已知的六片式鏡頭結構出發，應用并比較了多種全局優化策略。