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光學相干斷層掃描（OCT）是一種斷層成像系統，可以根據從圖像反射或散射的光生成橫截面或三維圖像。 醫用組織成像是該系統的最典型應用，因為OCT安全且具有高分辨率，儘管光可以穿透的深度限制在毫米量級。OCT測量系統依賴於邁克森干涉儀 (Michelson interferometer)，使得從參考物反射的光與樣品之間的相干性表明散射光源自樣品中與參考鏡的位置相對應的深度。

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。

存在依賴於給定係統對稱性的其他正交解集。1 它們可用於對高階光束模式進行建模。在這篇Blog中，我們描述了 OpticStudio 中可用於表徵高階雷射光束的模型。定義後，此類光束可以在 OpticStudio 中使用物理光學傳播設計的任何光學系統中傳播。

我們在一個光學系統中有幾組透鏡元件，它們沿著光軸沿著預定義的軌跡移動，從而提供了光學系統最終焦距（變焦係數）的變化。在 Alvarez變焦鏡頭的情況下，我們有一對所謂的Alvarez鏡頭，這些鏡頭元件相互之間的橫向位移提供了光學系統焦距的變化。傳統變焦鏡頭與 Alvarez變焦鏡頭的主要區別在於，傳統系統鏡頭沿光軸運動，而Alvarez系統鏡頭則沿垂直於光軸的方向運動。

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。得益於此，眼科鏡片的設計可以有更進一步的改善，我們將在以下的文章中詳述。

陣列透鏡是照明系統中有用的光學元件。它是將單個光學元件組裝或形成為單個光學元件的二維陣列，用於在照明平面上將光從非均勻分佈空間轉換為均勻輻照度分佈。這篇文章討論了複眼空間光學積分器在數位投影機中的使用，以及如何在 OpticStudio 中對此類元素進行建模。在數位投影器設計中，我們希望確保數位光源在輻照度分佈方面與投影圖像相匹配。

序列模式的體積全像在OpticStudio的所有版本上都可以使用，但是繞射效率分析只有訂閱制才能使用。DLL是訂閱制旗艦版本的功能。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。

射出成型技術使可能的創新光學機構設計技術，具有大規模生產的模塊很多好處。鏡頭可以設計成具有復雜的邊緣特徵，使它們能夠堆疊，從而簡化組裝並消除對齊的需要。Zemax 工具使注塑光學元件的可能性最大化變得簡單。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。

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)。

這些資料是用OpticStudio提供的現有圖形來顯示，用於大多數分析。此模式不允許對當前鏡頭系統或使用者介面進行更改（即：在這種模式下只允許對系統的副本進行更改）。自訂分析可以用C++ (COM)或C# (.NET)編寫。本文的自訂分析是用C#編寫的。

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。在Zemax OpticStudio中，我們使用field係數來表示這個結果，這些係數已經被薄膜膜層的程式驗證過許多次。薄膜理論的慣例是計算平面法向量方向上的相位變化，這表示其假設了一個虛擬的平面波從薄膜最外層一路傳播到基板。

在鏡頭數據編輯器(LDE)和非序列元件編輯器(Non-Sequential components editor)，我們可以在Jones Matrix後方的欄位輸入各元素的實數及虛數部分，以定義不同的Jones Matrix。有一點必須要特別注意的，Jones Matrix並不會因為Ez的變化產生改變 (系統預設入射光垂直入射偏振片)。

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您可以在剛打開的光線光扇圖和OPD光扇圖中嘗試這一功能。MTF分析OpticStudio同樣支持對系統進行衍射分析。

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當使用 CB 表面引入傾斜時，OpticStudio 通過傾斜局部坐標系來實現，這不僅會傾斜像面，還會導致接收光纖模式的傾斜。默認情況下，接收光纖與局部 Z 軸對齊。但是使用 Tilted Image 表面只會傾斜像面本身，而不會影響局部坐標方向，這使得接收光纖模式不傾斜。在以下部分中，我們將介紹三種在 OpticStudio 中正確設置的方法。

當使用 CB 表面引入傾斜時，OpticStudio 通過傾斜局部坐標系來實現，這不僅會傾斜像面，還會導致接收光纖模式的傾斜。默認情況下，接收光纖與局部 Z 軸對齊。但是使用 Tilted Image 表面只會傾斜像面本身，而不會影響局部坐標方向，這使得接收光纖模式不傾斜。在以下部分中，我們將介紹三種在 OpticStudio 中正確設置的方法。

圖1：AR HUD仿真全流程架構圖2.1 Ansys Zemax OpticStudio：投影鏡頭系統設計作為專業光學鏡頭設計工具，負責AR HUD投影光路核心設計： 設計三片式投影鏡頭模組，搭配雙膠合透鏡結構，有效校正色差與球差，保障全視場成像清晰度； 鎖定核心光學參數：系統視場角22°、總長106mm、光源與首透鏡間距45mm、入瞳直徑10mm； 支持通過Export