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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。

光路圖（LPD）的系統分析 15.總結? VirtualLab Fusion提供易于使用的工具來設計和優化衍射光擴散器元件來生成矩形（擴散線或Top Hats）和任意光圖樣。? 輔助設計步驟也使在衍射光學方面無經驗的光學工程師完成衍射光學元件的設計。

1.3 參數化 DOE 矢高 -> 利用 FFT/Huygens PSF 光線追跡除了使用相位輪廓來表示DOE之外，還可以直接在序列模式下對詳細的矢高進行建模，並使用傳統的光線追跡引擎設計DOE並進行FFT和Huygens PSF之類的分析。此方法僅在DOE的特徵尺寸不太接近波長尺度（矢量繞射效果很強）時才有效。因此，該方法不適用於超穎透鏡。

OpticStudio預設使用出瞳作為波前差的計算參考。因此，當我們要計算一條光線的OPD時，此光線會從物面出發後一路追跡穿過光學系統，最終到達像面後，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，半徑是主光線與像面交點到主光線與出瞳面的焦點。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為零，因為他本身就是零的參考點)。

簡介偏振態分析(polarization analysis)可以作為一般光線追跡的進階功能。在模擬的過程中，會將入射光因為元件表面鍍膜、反射和吸收而造成的能量損耗納入考量。一般的情況下，OpticStudio可以對大多數的鍍膜或雙折射材料進行完整的分析。但有時因為分類數據報告(Prescription data)不夠齊全，在進行模擬時會需要簡化後的模型。

在[12]中已經討論了序列場追跡（其中命名為“對流單鄰近似”），對一個包含初始（光源）到終止（探測器）光路系統，它生成一個非零輸入的。這里，我們將這種方法推廣到一般情況，我們也稱之為非序列場追跡。 舉一個簡單的例子，我們來討論光路樹的結構，這個例子是一個包含了一個光源、兩個平板和一個用于計算光場的探測器的光學系統。裝置如圖3所示。

為了考慮厚度變化的影響，我們首先將光柵向量分成兩個分量，K∥和K⊥，其中K⊥為垂直表面法線，K∥與表面法線平行。如果厚度從t到t'發生變化，則可以透過修改K∥計算出新的光柵向量，如方程式（4）。圖 4. 當全像材料收縮時，厚度從t 減少到 t'。我們現在已經介紹了體積全像圖模型的基礎知識。

此鏡片的屈光率為-3.00D，並能在距透鏡40公分處匯聚光線，形成適宜的閱讀距離。鏡片的基本曲線則是+28D。任何嘗試控制畸變的設計都將產生十分陡峭的基本曲線。因此很明顯的，對於一個已知屈光率的鏡片，在不參考任何配戴者或使用環境等相關條件的情況下，我們無法製造出擁有最佳成像品質的光學設計。

使用光線資料庫檢視器讀取ZRD檔光線的路徑長度可以在ZRD檔中讀取，這些檔是光線資料庫檔。下一步是在ZRD檔中運行光線跟蹤和保存光線。點擊分析(Analyze)>光線資料庫檢視器，可以顯示照射到探測器17上的光線的路徑長度。將“使用字串(Apply Filter)”設置為H17來過濾照射到探測器17上的光線。

可以利用常用的軟件生成鏡頭文件，也可以用VirtualLab Fusion中的Lens Sytem表面編輯的功能進行編輯。VirtualLab Fusion仿真VirtualLab Fusion支持導入外部鏡頭文件，導入對應的鏡頭文件后會自動生成一個光路編輯器，如圖3所示。圖3.

A 36, 1551-1558 (2019) 參考文獻 VirtualLab Fusion的強大之處，不只是“能算出結果”，而是它提供了一套圍繞光場傳播的完整分析邏輯。VirtualLab Fusion 的場追跡技術，本質上是將光場傳播統一到傅里葉域框架下，再針對不同傳播任務選擇合適的傅里葉變換算法組合來實現高效而精確的計算。

利用VirtualLab Fusion的光柵套裝工具，可以十分方便地對光柵的衍射級次進行分析。圖6. 不同衍射級次光斑和相位分布總結本案例完整展示了利用二維叉形光柵高效生成渦旋光陣列的仿真設計與分析方法，為渦旋光束的靈活調控與應用研究提供了切實可行的技術方案。

如圖3所示在File中選擇Import>Import xx File，將我們下載的鏡頭文件導入到VirtualLab Fusion中，這里默認采用平面波，波長是550nm圖3. 導入外部的鏡頭文件生成光路圖如圖4所示，在VirtualLab Fusion中用Aspherical Surface模擬軸錐面，此外，在軟件內置的表面文件中有幾個軸錐鏡表面的定義。

在 OpticStudio 中創建的光學設計可以無縫轉換為原始 CAD 元件，並且所有光學資訊都完好無損。使用 OpticsBuilder，機構工程師可以創建複雜的透鏡邊緣、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。

導出的GIF動畫總結這一期首先用可編程函數對軸錐鏡-透鏡瓶束生成系統進行了建模，并使用參數掃描功能改變探測器的位置探測不同位置的光場分布，使用Animation創建動畫。VirtualLab Fusion支持多元化仿真，參數掃描功能可以助力系統優化。

目 錄 第一章 VirtualLab Fusion理論基礎 1 1.1 幾何光學和光線追跡 1 1.2 物理光學和光場追跡 1 1.2.1 統一場追跡 3 1.2.2 第二代場追跡 6 第二章 VirtualLab Fusion安裝與更新 10 2.1 VirtualLab 版本說明及系統配置要求 10 2.2

Fusion技術 – 理想光柵函數 [技術白皮書] VirtualLab Fusion技術文件信息延伸閱讀- 與偏振光干涉產生空間變化的偏振

整個系統中部分相干的白光可以利用VirtualLab Fusion仿真。 試用軟件和應用示例： 如果對更多信息感興趣，請通過 support@lighttrans.com 或通過VirtualLab Fusion試用版結合我們提供的應用示例開展你的實驗工作：?MSY.0001: 使用相干光的馬赫澤德干涉儀仿真。

課程大綱1VirtualLab Fusion光之數字模型平臺 光之數字模型平臺在精密系統檢測方面的工作原理 VirtualLab Fusion 用戶界面的基礎操作 VirtualLab Fusion中非序列追跡的通道配置2典型光學檢測系統建模與性能驗證 基礎邁克爾遜干涉儀建模仿真 OCT系統仿真-光學相干層析掃描干涉儀

光路圖（LPD）的系統分析 15.總結?VirtualLab Fusion提供易于使用的工具來設計和優化衍射光擴散器元件來生成矩形（擴散線或Top Hats）和任意光圖樣。?輔助設計步驟也使在衍射光學方面無經驗的光學工程師完成衍射光學元件的設計。