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Alvarez變焦是一個了不起的光學系統，其中光學變焦是由自由曲面鏡頭的橫向位移提供的。這篇解釋了 Alvarez 變焦鏡頭的主要原理，並包括在 Zemax OpticStudio 中對 Alvarez 變焦鏡頭計算和建模的演示。Luis Walter Alvarez（生於1911 年 6 月 13 日 – 卒於1988 年 9 月 1 日）是美國實驗物理學家、發明家和教授。

體積全像在許多類型的光學系統中很受歡迎，例如：抬頭顯示器（HUD）、擴增實境（AR）和虛擬實境（VR）的頭戴型顯示器（HMD）。全像能夠將光線繞射到任何所需的角度，其波長和角度的選擇性使其能夠創造更輕、更緊密的光學系統。OpticStudio長期以來一直支持理想全像的模擬。然而，為了準確地說明體積全像的特性，除了考慮繞射光線的傳播方向外，還必須考慮繞射效率、材料收縮或折射率變化等因素。

波前的計算當我們說波前時，事實上通常是指波前 “差”，或是光程差，指的是同一件事。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。

設計流程1.1 相位 -> 微觀結構 -> 實驗驗證在此過程中，用戶首先使用光線追跡方法設計DOE /超穎透鏡所需的相位。然後根據給定的相位設計微結構。圖1顯示了該過程的流程圖。該圖表未涵蓋設計的詳細訊息，例如，微觀結構可以是傳統的閃耀光柵或現代的超穎透鏡。所需的設計和製造方法可能會有所不同，具體取決於微結構的類型。參考文獻[5]顯示了根據給定的相位輪廓生成閃耀光柵的範例。

螺桿特性：?區段長度及其類型?螺紋距離及其寬度?溝槽深度材料：需要熱力學與流變性特性。Moldex3D「材料精靈」會自動提供。製程條件：必須指定如螺桿位置等運作條件。Moldex3D「加工精靈」會自動提供一些重要的製程條件。在執行 ScrewPlus 模擬後，將自動更新熔化溫度資訊。

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。站在眼鏡設計者以及製造商的立場，較為關注的問題會是能否使基本曲線設計近可能符合商業的需求 (例如美觀和成本) ，同時盡可能的考慮所有設計參數。當然，成像品質的改善和使用者視力的維護也必然是設計時不容忽視的考量。

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