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可通過參數優化和蒙特卡羅公差技術，并結合經典場追跡模擬引擎（其考慮了衍射和偏振的物理光學效應）來實現。 用于發散激光二極管聚焦的折射型激光束傳輸系統。

在光學及光子設計中使用光線追跡 光線追跡可用于評估光學組件的性能并改進其設計，以滿足嚴格的規范要求。一些評估的參數包括組件對光的聚焦程度、光源傳輸到圖像（用于顯示器）中的能量、圖像顏色深度以及光學組件的對比度質量。 從組件的角度來看，從光線追跡中獲得的信息可用于優化設計。

光線追跡的最大應用領域是所有涉及鏡頭的實際應用，從常規攝像頭到手機攝像頭、抬頭顯示器、望遠鏡、AR/VR頭顯、前照燈、內窺鏡以及照明系統（醫療或建筑），不一而足。在光學及光子設計中使用光線追跡光線追跡可用于評估光學組件的性能并改進其設計，以滿足嚴格的規范要求。一些評估的參數包括組件對光的聚焦程度、光源傳輸到圖像（用于顯示器）中的能量、圖像顏色深度以及光學組件的對比度質量。

于系統出射端設置近場光斑探測器、遠場發散角探測器與波前探測器，同步采集光束直徑、發散角、能量分布及波前畸變數據，排除環境噪聲與無效信號干擾，保障結果準確性。分析優化執行序列光線追跡，生成三維光路追跡圖與光束傳播動畫，直觀呈現擴束、準直全過程。

系統說明 ? 光源— 發散的紅外激光二極管 ? 組件— 通過折射透鏡系統對發散的二極管激光光源進行準直 ? 探測器? 建模/設計— 光線追跡：掌握系統性能并進行波前差計算— 場追跡：激光剪切對光束質量的影響 2. 系統說明3. 建模&設計結果4.

應用實例的內容 該案例是一組相關示例中的一部分： BDS.0001，BDS.0002以及BDS.0003主要關于一個折射型光束傳輸系統 2. 設計任務 3. 參數：非準直入射激光束 4. 參數：準直透鏡和后續光線 5.

應用示例詳細內容 系統參數 1.應用實例的內容 該案例是一組相關示例中的一部分： BDS.0001，BDS.0002以及BDS.0003主要關于一個折射型光束傳輸系統 2.設計任務 3.參數：非準直入射激光束 4.參數：準直透鏡和后續光線 5.參數：雙合透鏡

這有點類似MATLAB中的函數封裝，你不必知道這個盒子里面有什么東西，你總是可以把它當作一個線性系統，輸入一個參數，從而得到另外一個參數。在實際的仿真過程中，對于復雜系統，這么做是十分方便的。圖6. 將兩個CL合成為一個Lens System利用光線追跡引擎可以對柱透鏡組進行光線追跡分析，從圖7可以看到在一個面上沒有聚焦效果，在兩一個面則具有聚焦效果。圖7.

為了確保光線允許被追跡，相對光強閾值應該被降低，實際上可以在系統選項的非序列部分中設置為最小值： 我們現在可以使用以下設置追跡系統光線，請注意打開光線分裂和散射特性等設置： 由此產生的條紋圖案是由觀察相干強度分布發現，如下所示： 請注意，總命中次數非常接近1000萬，這與100萬束初始光線在第一次散射表面數量翻倍，然后通過孔隙散射增加了5倍的過程一致

應用示例簡述 1.系統說明 ?光源—發散的紅外激光二極管 ?組件—通過折射透鏡系統對發散的二極管激光光源進行準直 ?探測器?建模/設計—光線追跡：掌握系統性能并進行波前差計算—場追跡：激光剪切對光束質量的影響 2.系統說明3.建模&設計結果4.總結對于一個具有發散角的而激光激光器準直系統的性能研究

要生成代表該光源模型的光譜顏色文件，需要將1000萬束光線追跡到位于光源附近的矩形探測器(Detector Rectangle)物體上。在光線追跡期間，還應該選擇保存光線(Save Rays)選項。保存文件名的語法應該是 “ #-Name.SDF ”，其中 # 表示保存光線的探測器物體的編號（在示例中為物體 #4）。

要生成代表該光源模型的光譜顏色文件，需要將1000萬束光線追跡到位于光源附近的矩形探測器(Detector Rectangle)物體上。在光線追跡期間，還應該選擇保存光線(Save Rays)選項。保存文件名的語法應該是 “ #-Name.SDF ”，其中 # 表示保存光線的探測器物體的編號（在示例中為物體 #4）。

參數調整開啟 Sobol 采樣隨機光線生成功能，設定多核運算模式加速追跡，通過導航窗口完成元件定位與參數關聯。仿真分析與結果驗證光束傳播特性追跡結果顯示，原始發散光束經準直透鏡折射后，通過分束器膜層調控，傳播方向趨于平行，光斑輪廓規整度顯著提升。

FRED基礎：相干性建模 FRED關于激光光束的追跡采用高斯光束分解技術（Gaussian beam decomposition，GBD）來傳輸相干場，最早由Arnaud 在1969年提出，是一組高斯光束子波(beamlet)可以合成任意的復數場。

對于閃光激光雷達系統的轉換，由于我們對光線分束和散射進行了建模，因此我們想要確保在 分析方式（Analyze With）設置中勾選 散射（Scattering）和 光線分束（Ray splitting）框。

激光掃描系統（LSC.0001 v1.0）使用非球面透鏡對激光掃描系統進行性能分析應用案例概述 系統細節 光源- 綠光二極管元件- 雙軸振鏡掃描儀- 非球面透鏡探測器- 場曲和畸變- 光束強度剖面- 焦點區域探測器- 光束參數模擬/設計- 光線追跡：分析場曲和畸變，場追跡引擎的探測器的定位

無論什么方法，不同的照明設計都要采取不同的思路和不同的工具（雖然大體上都是非序列模式追跡）。非成像光學系統入門非成像光學系統是光學系統的一個子集，與成像光學系統相比，它的目的不是為了獲得物體的圖像，而是控制光在光源和被照明物體間的傳輸。換句話說，非成像光學系統和照明光學系統試圖實現光從光源到被照明物體上期望分布的最佳傳輸方式。

光線追跡和廣角光瞳 上述討論涉及廣義上的光線追跡。在分析圖像時，必須確保追跡到合適的光線束。一些程序通過在光闌創建一個網格來實現這一點，然后通過迭代找到一條擊中該網格中每個點的光線。雖然這個方法十分有效，但它非常慢。但是 SYNOPSYS 可以通過僅迭代五條光線來找到光瞳輪廓，然后用統一的網格填充以定義光瞳。

主要問題是，如果光束直徑很小，衍射作用貫穿了整個光束的傳輸。另一方面，光線穿過普通透鏡，光束直徑遠大于光的波長，沿著直線進行非常好的近似，然后我們可以處理為光線了。高斯光束很難傳播一段距離后還保持光束直徑很小。光線的路徑（波前）是彎曲的，在光線追跡中需要特別注意。

激光掃描系統（LSC.0001 v1.0）使用非球面透鏡對激光掃描系統進行性能分析應用案例概述 系統細節 光源- 綠光二極管元件- 雙軸振鏡掃描儀- 非球面透鏡探測器- 場曲和畸變- 光束強度剖面- 焦點區域探測器- 光束參數模擬/設計- 光線追跡：分析場曲和畸變，場追跡引擎的探測器的定位