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我們在一個光學(xué)系統(tǒng)中有幾組透鏡元件，它們沿著光軸沿著預(yù)定義的軌跡移動，從而提供了光學(xué)系統(tǒng)最終焦距（變焦係數(shù)）的變化。在 Alvarez變焦鏡頭的情況下，我們有一對所謂的Alvarez鏡頭，這些鏡頭元件相互之間的橫向位移提供了光學(xué)系統(tǒng)焦距的變化。傳統(tǒng)變焦鏡頭與 Alvarez變焦鏡頭的主要區(qū)別在於，傳統(tǒng)系統(tǒng)鏡頭沿光軸運(yùn)動，而Alvarez系統(tǒng)鏡頭則沿垂直於光軸的方向運(yùn)動。

設(shè)計流程1.1 相位 -> 微觀結(jié)構(gòu) -> 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證在此過程中，用戶首先使用光線追跡方法設(shè)計DOE /超穎透鏡所需的相位。然後根據(jù)給定的相位設(shè)計微結(jié)構(gòu)。圖1顯示了該過程的流程圖。該圖表未涵蓋設(shè)計的詳細(xì)訊息，例如，微觀結(jié)構(gòu)可以是傳統(tǒng)的閃耀光柵或現(xiàn)代的超穎透鏡。所需的設(shè)計和製造方法可能會有所不同，具體取決於微結(jié)構(gòu)的類型。參考文獻(xiàn)[5]顯示了根據(jù)給定的相位輪廓生成閃耀光柵的範(fàn)例。

但光線追跡上，我們是使用不同的方法來描述的。光線追跡的處理方式是如同上面第一張圖表的。過程中只有三條光線：入射、穿透以及反射。你可以隨意的放大檢視，永遠(yuǎn)只有三條線。膜層本身不用光線追跡來處理，而用不同的函數(shù)來操作。對於光線追跡，光學(xué)相位的超前或延遲都是沿著光線觀察的。Zemax OpticStudio直接追跡光線到基板的位置，忽略中間的膜層及其厚度。膜層被假設(shè)鍍在基板表面之前。

使用 OpticsBuilder，機(jī)構(gòu)工程師可以創(chuàng)建複雜的透鏡邊緣、安裝特徵和模組外殼，同時利用 Zemax 光線追跡直接查看這些元件如何影響光學(xué)性能。在這種情況下，鏡頭邊緣可能會為雜散光提供路徑以污染圖像。 OpticsBuilder 不僅可以在透鏡之間創(chuàng)建擋板，而且還允許設(shè)計團(tuán)隊了解抑制雜散光源的有效性。

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因此，當(dāng)我們要計算一條光線的OPD時，此光線會從物面出發(fā)後一路追跡穿過光學(xué)系統(tǒng)，最終到達(dá)像面後，在循原方向後退追跡到 “參考球面”。此參考球面的球心是主光線與像面的交點(diǎn)，半徑是主光線與像面交點(diǎn)到主光線與出瞳面的焦點(diǎn)。然後我們就計算這條光線的總光程，並扣去主光線的光程 (因此主光線的光程差永遠(yuǎn)為零，因?yàn)樗旧砭褪橇愕膮⒖键c(diǎn))。