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追求更好的成像性能，加上需要模組盡可能小以增強手機的美感，需要復雜的設計形式。透鏡的形狀通常是高度非球面的。注塑成型塑料通常用於以低成本大批量生產此類鏡片。設計需求智慧型手機鏡頭通常必須在寬視野和低 f 值下工作。隨著手機變得更薄，軌道總長度通常小於 5 毫米。

繞射光學元件（DOE）和超表面/超穎透鏡在光學系統設計中越來越受歡迎，其應用範圍從手機鏡頭到AR / VR耳機，從3D傳感到照明。但是，對於包含 DOE 或超穎透鏡的系統進行模擬和設計總是很棘手的。沒有通用的方法可以處理所有情況。設計人員需要根據具體情況決定其系統的策略。

這個慣例暗示了相位變化在正向入射上為最大，並且隨著入射角變大、相對應餘弦值變小而相位變化也漸漸變小。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，而用不同的函數來操作。對於光線追跡，光學相位的超前或延遲都是沿著光線觀察的。

在像差方面，彗差會隨視場角的變化而線性增加，而像散則是呈二次方增加。但人眼系統具有相對較小的光瞳尺寸，因此在此類系統的設計上，一般會認為球差和彗差並不十分重要。同理，其餘的像差在此也可先行忽略。隨著自由曲面製程技術的演進，光學設計者得以摒除許多以往的限制條件。同時，OpticStudio具有優越的運算能力，可以進行規模較大的系統和更多影像參數的模擬。

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具體來說，可以透過設置 e = ∞ 從 Ince-Gaussian 解中找到 Hermite-Gaussian 模態，而通過設置 e = 0 從 Ince-Gaussian 解中可以看到 Laguerre-Gaussian 模態。