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對於眼鏡的設計者而言，根據不同的人眼參數和視覺環境打造出能產生最佳影像品質的鏡片設計是十分具有挑戰性的。當作者在澳洲Flinders大學教導視光學 (Optometry)時，時常要求學生以OpticStudio建構一組特殊的鏡片，達成夜間、槍械狙擊鏡、辦公環境或者是孩童友善等各式不同的使用目的。同時，非球面鏡參數和影像波前等數值也被列入評分的標準。

這篇Blog介紹了 OpticStudio 中的原生體積全像模擬功能，該功能可以在考慮其物理特性的情況下，在序列模式下對全像光柵進行全面模擬和分析。在非序列模式下也透過使用 DLL 展示了相同的功能。這些分析對於設計用於虛擬實境 (VR) 和增強實境 (AR) 的抬頭顯示器 (HUD) 和頭戴型顯示器 (HMD) 等系統非常重要。我們將介紹模型中使用的理論和參數。

該模型的輸入是階數 p 和度數 m、束腰 (w0)、光束的半焦距 (f0) 和光束極性（0 = 偶數；1 = 奇數）；最後一個輸入決定了光束是由偶數還是奇數 Ince 多項式描述的。 Bandres 和 Gutiérrez-Vega 的論文中提供了上述每個輸入的完整描述。 2 列出了一些未使用的輸入，以便該模型的輸入表結構與 OpticStudio 中內置的高斯腰模型的結構相匹配。

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。

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。本文將逐步介紹如何在OpticStudio中創建商業上可用的OCT模型。模型系統健康人眼的角膜和虹膜（A）以及視網膜組織（B）的橫截面圖像如下所示。 顏色變化對應於返迴光強度的變化。

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。

除純粹的幾何數據外，還需搭載智慧附加資訊，才能將三維模型轉化為功能齊全的數位化產物。 數字孿生（Digital Twins）的類型根據詳細程度的不同，數字孿生可分為不同的類型。 組件孿生：數字孿生的基本構件 資產孿生：當多個組件相互作用時，就會產生資產孿生。它們為分析和優化提供性能數據。

如果是一個經驗豐富的數值分析專家，他現在要做的是靜下來好好思考：這個問題涉及哪些物理過程；每個物理過程可以如何用數學模型描述；各個物理過程是如何相互影響的，體現在數學上又是怎樣；這些過程中的哪些是可以用經驗描述的，哪些是不能的；需要提供哪些數據參數給這個數學模型，以便這個數學模型能精確地描述我預想的工況。這個思考的過程就是數學建模。

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