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考慮繞射效率使用戶能夠進行圖像模擬和綜合優化等高級分析。表面反射光柵與體積全像光柵的比較在介紹這個模型之前，我們先簡單解釋一下表面反射光柵（SRG）和體積全像光柵（VHG）的區別。這兩種光柵在光學系統中的作用幾乎是一樣的，但在製造和模擬方面卻有很大的不同。 圖 1.

圖 9：向 Zernike Fringe Phase 表面添加光功率。通過波前圖確認結果，如下圖所示： 圖 10：波前圖，離軸部分增加了 1 wave

在公差分析的過程中，OpticStudio會用Zernike標準矢高面來代替標準面/偶次非球面，用Zernike多項式系數表示與原始面之間的誤差。如果想要詳細了解Zernike標準矢高面 ，請查閱用戶手冊。請注意，表面不規則度的RMS幅值不能確定表面不規則的形狀。

背景知識 在使用 TrueFreeForm 面進行設計時，我們能以多項式函數的型式，如雙錐 toroidal （biconic toroidal）、偶次項非球面（even asphere）、Zernike標準矢高（Zernike standard polynomial）、擴展多項式（extended polynomial）以及網格矢高定義的方式設定矢高。

請注意，POP基於標量繞射理論，因此不適用於特徵尺寸通常為次波長的超穎透鏡。有興趣嘗試在OpticStudio中設計DOE或超穎透鏡嗎？請查看OpticStudio產品頁面以了解更多訊息並獲得免費試用版。參考文獻:[1] Chen, W.T., Zhu, A.Y. & Capasso, F.

全視場像差分析計算波前的Zernike分解項，并顯示整個視場的Zernike系數。

即使系統已經處于衍射極限，波前圖內仍顯示了一個不實際的RMS波前誤差， 約31個波長大小。這是默認全息圖的光程差計算（OPD模式 = 0）導致錯誤結果的實例之一。沒有可靠的算法可以在所有情況下自動確定適當的OPD模式。因此，在優化包括OFH在內的系統時，評價函數最好不要依賴OPD數據，以免計算錯誤。

全視場像差分析計算波前的Zernike分解項，并顯示整個視場的Zernike系數。

即使系統已經處于衍射極限，波前圖內仍顯示了一個不實際的 RMS 波前誤差， 約31個波長大小。這是默認全息圖的光程差計算（OPD模式 = 0）導致錯誤結果的實例之一。沒有可靠的算法可以在所有情況下自動確定適當的 OPD 模式。因此，在優化包括 OFH 在內的系統時，評價函數最好不要依賴 OPD 數據，以免計算錯誤。

wx_fmt=png"></p><p><br></p><p>可以用 Zernike標準多項式擬合波前圖來測量像差。</p><p><br></p><p>下表描述了與 Zernike 多項式和 Zemax 命名法相關的不同像差。Z4 項主要取決于眼睛屈光不正，并且是通常對波前變形的最重要因素。這是在改變玻璃體長度的多重結構內Zernike參數中觀察到的主要變化。

在公差分析的過程中，OpticStudio會用Zernike標準矢高面來代替標準面/偶次非球面，用Zernike多項式系數表示與原始面之間的誤差。如果想要詳細了解Zernike標準矢高面 ，請查閱用戶手冊。請注意，表面不規則度的RMS幅值不能確定表面不規則的形狀。

在材料庫檔案中有註明資料來源，原始資料包含六個波長，精度到小數點以下5位，並使用Schott公式擬合。其中Corning Unicrown (Corning_1.523) 這個材料很有趣，其折射率不多不少正好是1.523 (Nd = 1.52300、Vd = 58.8)。缺乏這筆資料時，眼科光學設計師常使用Schott的B270玻璃 (Nd = 1.5231、Vd = 58.571) 來近似。

可以用 Zernike標準多項式擬合波前圖來測量像差。下表描述了與 Zernike 多項式和 Zemax 命名法相關的不同像差。Z4 項主要取決于眼睛屈光不正，并且是通常對波前變形的最重要因素。這是在改變玻璃體長度的多重結構內Zernike參數中觀察到的主要變化。像散、慧差和球差與眼睛后段問題的關系更大。三階像差通常幅度較低，但它對視力的影響非常明顯，尤其是在弱光環境下。

誤差由 Zernike 多項式表示，具有三階球差和高階球差的形式。 拋物面鏡示例 我們將演示如何向拋物面鏡添加 RSI 和總不規則性。

這里有一個離軸三反鏡的例子: 光將從表面1的左側進入，打到 2,3 和 4 的反射鏡，然后進入 5 處的像面。

當我們面對元件資訊不完整的情形時，Jones Matrix會是模擬偏極化效應(polarization effect)的好幫手。關於 Jones Matrix在下列的式子中，我們用向量E來表示電場的振幅和偏振態。此外，E具有{Ex, Ey, Ez}三個複數型式的分量。而傳播向量k的三個分量{l, m, n}則是電磁波在x, y, z方向上的Cosine分量。

干涉儀有多種類型，這里介紹的Fizeau干涉儀是一種干涉儀，廣泛用于測量光學元件和透射波面的表面精度。 這里我們介紹一個使用Fizeau干涉儀來測量透鏡的透射波面變形的例子。以下是被測試的系統。 使用一個有效直徑為50毫米、焦距為578毫米的平凸透鏡。為了表示不對稱的像差，用Zernike條紋相位面來增加像散和慧差像差。 還使用了-0.7的圓錐系數。 平凸透鏡會導致大的球差。

■ 相干場分析顯示標量或極化矢量場的幅度、能量、相位和波前圖。■ 波前計算具有Zernike分解能力的波前分析和繪圖。■ 部分相干性對于特定的應用，可以執行部分相干光源和分析。

與前一種情況相比，在這種情況下，波前映射分析也只能用作定性檢查，因為確切的波前誤差值也取決于透鏡的厚度和光線入射角。正如預期的那樣，在這種情況下，波前映射在中心顯示一個峰值，類似于本文凸面鏡部分中顯示的 Zygo 測量，因為兩者都沿同一方向觀察波前，從物面到像面。

某個角度的一道入射平面波會在下面兩個介面中反覆交錯無數次：空氣到膜層介面以及膜層到基板介面。在每一次的交錯中，就相應產生一道穿透以及一道反射光場，最後這些光場會在同調的假設下相加。經過一番如魔術般建設性以及破壞性干涉後，最後的結果可以用巨觀的反射以及穿透係數來表示。入射光的電場並非用單一個點來描述，相對的，我們會假設該電場比多重光束干涉發生的區域更大許多。