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當系統(tǒng)僅包含單個超穎透鏡時，設計人員可以直接從Lumerical FDTD中的超穎透鏡上入射平面波前開始。將超穎透鏡之後的電場輸出導出為ZBF檔，然後將其進一步導入OpticStudio POP中以評估最終的PSF。但是，當超穎透鏡置於透鏡之間並且入射光束不是平面波前時，設計人員可以使用POP中的平面波開始模擬。光束在POP中傳播到超穎透鏡的前端，並作為ZBF檔導出。

課程三十一：超消色差本課將探索 SYNOPSYS 的一個獨特功能，當您需要出色的色差校正時，它可以提供幫助，甚至比復消色差更好。假設您正在設計一個在 0.4 到 0.9 微米范圍內使用的鏡頭。你能用復消色差嗎？讓我們來看看。這是一個初始結構的 RLE 文件，除了最后一個表面外，所有表面都是平的，這將為我們提供一個 6 英寸孔徑 F / 8 望遠鏡物鏡。

智慧型手機是地球上最普遍的消費技術之一，包含大量高科技光學系統(tǒng)。大多數(shù)都有多個相機單元，這對設計師和製造商提出了挑戰(zhàn)，以滿足嚴格的性能、成本和尺寸要求。在這篇Blog中，我們將討論 Zemax 解決方案如何幫助應對和克服這些挑戰(zhàn)。智慧型手機鏡頭模組用於智慧型手機相機的鏡頭模組非常複雜，每個模組都包含多個鏡頭元件。

在OpticStudio中建立相關模型，我們可以得到下方圖中的結果，一個能供具有老花眼和-5.50D近視的使用者配戴的優(yōu)化透鏡。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(chǎn)生十分陡峭的基本曲線。

4.超表面對傳統(tǒng)光學系統(tǒng)的革新與設計難題傳統(tǒng)光學系統(tǒng)通常由多個分立組件構成，例如消色差透鏡組需通過多個折射組件的組合實現(xiàn)色差校正，這類系統(tǒng)不僅體積龐大，還需對各組件進行單獨安裝與精準對準，增加了系統(tǒng)設計與制備的復雜度。

與波長相關的光程由下式給出：下圖布局圖所示為 Binary2 的色差：Binary2 消色差單透鏡Binary2 面型經(jīng)常用來矯正色差。在一個簡單的單透鏡中，長波長光的焦距相比短波長的光更長，如下圖（a）。

在此示例中，我們將使用840 nm中心波長，60 nm FWHM光源，該光源透過以下方式在空氣中提供5μm的軸向分辨率：這些光譜特性來自Superlum市售的超發(fā)光二極管，它具有生物成像的共同波長和足夠高的分辨率的帶寬。 我們將忽略準直光學，而是從入射光束進入干涉儀開始。

在外形尺寸計算過程中，由于厚透鏡對消場曲及象散的作用，使得光線在厚透鏡的前后表面高度產(chǎn)生差異，因此盡管厚透鏡是個無光焦膠合透鏡，但由于透鏡厚度的影響，他會改變單透鏡的光焦度的分配值。考慮到厚透鏡選用的是兩塊等折射率玻璃材料，膠合面的曲率直接影響系統(tǒng)色差，膠合面的位置其實無關重要。為計算方便還可以把厚透鏡分解為兩個薄透鏡，前面是一塊光焦度為負值的薄透鏡，后面是一塊與單透鏡靠近的正薄透鏡。如圖7所示。

在外形尺寸計算過程中，由于厚透鏡對消場曲及象散的作用，使得光線在厚透鏡的前后表面高度產(chǎn)生差異，因此盡管厚透鏡是個無光焦膠合透鏡，但由于透鏡厚度的影響，他會改變單透鏡的光焦度的分配值。考慮到厚透鏡選用的是兩塊等折射率玻璃材料，膠合面的曲率直接影響系統(tǒng)色差，膠合面的位置其實無關重要。為計算方便還可以把厚透鏡分解為兩個薄透鏡，前面是一塊光焦度為負值的薄透鏡，后面是一塊與單透鏡靠近的正薄透鏡。如圖7所示。

在光楔元件中又又單光楔和膠合光楔兩種，單光楔結構簡單，膠合光楔可以做消色差處理，各有用途。圖2.系統(tǒng)內繪制0°光楔元素圖3.90°光楔元素圖4.180°光楔元素圖5.207°光楔元素

圖1.單透鏡初始數(shù)據(jù)在對系統(tǒng)零部件根據(jù)、、C求解初始結構參數(shù)時，首先還要根據(jù)其、、C的負擔選取零部件結構形式，比如是單透鏡，還是膠合透鏡，還是多片復合透鏡。總之，最后都落實到單透鏡或雙膠合透鏡上，對于消色差系統(tǒng)，特別多的還是雙膠合透鏡上。因此，雙膠合透鏡的設計計算在光學系統(tǒng)初始結構設計過程中十分重要。雙膠合透鏡是由兩片不同光學材料的膠合在一起的光學透鏡結構形式。

在光楔元件中又又單光楔和膠合光楔兩種，單光楔結構簡單，膠合光楔可以做消色差處理，各有用途。 圖2.系統(tǒng)內繪制光楔元素

在外形尺寸計算過程中，由于厚透鏡對消場曲及象散的作用，使得光線在厚透鏡的前后表面高度產(chǎn)生差異，因此盡管厚透鏡是個無光焦膠合透鏡，但由于透鏡厚度的影響，他會改變單透鏡的光焦度的分配值。考慮到厚透鏡選用的是兩塊等折射率玻璃材料，膠合面的曲率直接影響系統(tǒng)色差，膠合面的位置其實無關重要。為計算方便還可以把厚透鏡分解為兩個薄透鏡，前面是一塊光焦度為負值的薄透鏡，后面是一塊與單透鏡靠近的正薄透鏡。如圖7所示。

在外形尺寸計算過程中，由于厚透鏡對消場曲及象散的作用，使得光線在厚透鏡的前后表面高度產(chǎn)生差異，因此盡管厚透鏡是個無光焦膠合透鏡，但由于透鏡厚度的影響，他會改變單透鏡的光焦度的分配值。考慮到厚透鏡選用的是兩塊等折射率玻璃材料，膠合面的曲率直接影響系統(tǒng)色差，膠合面的位置其實無關重要。為計算方便還可以把厚透鏡分解為兩個薄透鏡，前面是一塊光焦度為負值的薄透鏡，后面是一塊與單透鏡靠近的正薄透鏡。如圖7所示。

物光路徑利用物鏡和消色差雙合透鏡（L1）對超透鏡成像，參考光則通過調節(jié)透鏡 L2 在 x 方向的位置，以特定角度入射至 CCD，實現(xiàn)離軸干涉。為優(yōu)化干涉圖案重疊效果，還利用透鏡 L2 和 L3 對參考光束進行擴展。針對不同偏振態(tài)入射光響應的測量需求，光路中加入半波片、圓偏振片和檢偏器。該裝置相位測量精度達 0.05rad（<3°），展現(xiàn)出良好的性能。

圖1.單透鏡初始數(shù)據(jù)在對系統(tǒng)零部件根據(jù)、、C求解初始結構參數(shù)時，首先還要根據(jù)其、、C的負擔選取零部件結構形式，比如是單透鏡，還是膠合透鏡，還是多片復合透鏡。總之，最后都落實到單透鏡或雙膠合透鏡上，對于消色差系統(tǒng)，特別多的還是雙膠合透鏡上。因此，雙膠合透鏡的設計計算在光學系統(tǒng)初始結構設計過程中十分重要。雙膠合透鏡是由兩片不同光學材料的膠合在一起的光學透鏡結構形式。

總結綜上所述，本研究成果成功開發(fā)的三維動態(tài)調焦超構元件，突破了 AR 顯示技術發(fā)展的關鍵技術瓶頸，為下一代高性能、輕量化 AR 顯示技術發(fā)展指明了方向。未來，可圍繞超構元件的結構與材料優(yōu)化、光學效率與視場角提升、多波長消色差設計開發(fā)，以及結合先進計算成像算法等方向展開深入研究，加速推動 AR 顯示技術向實用化、商品化方向邁進。

圖1.單透鏡初始數(shù)據(jù) 在對系統(tǒng)零部件根據(jù) 、C求解初始結構參數(shù)時，首先還要根據(jù)其 、C的負擔選取零部件結構形式，比如是單透鏡，還是膠合透鏡，還是多片復合透鏡。總之，最后都落實到單透鏡或雙膠合透鏡上，對于消色差系統(tǒng)，特別多的還是雙膠合透鏡上。因此，雙膠合透鏡的設計計算在光學系統(tǒng)初始結構設計過程中十分重要。 雙膠合透鏡是由兩片不同光學材料的膠合在一起的光學透鏡結構形式。

圖1.單透鏡初始數(shù)據(jù) 在對系統(tǒng)零部件根據(jù) 、C求解初始結構參數(shù)時，首先還要根據(jù)其 、C的負擔選取零部件結構形式，比如是單透鏡，還是膠合透鏡，還是多片復合透鏡。總之，最后都落實到單透鏡或雙膠合透鏡上，對于消色差系統(tǒng)，特別多的還是雙膠合透鏡上。因此，雙膠合透鏡的設計計算在光學系統(tǒng)初始結構設計過程中十分重要。雙膠合透鏡是由兩片不同光學材料的膠合在一起的光學透鏡結構形式。

用單透鏡代替消色差雙膠合透鏡，因為單透鏡比雙膠合透鏡便宜。我們不需要校正色差，因為光柵可以分色。將通過傾斜探測器來修正不同顏色產(chǎn)生的不同焦距。使用最好的鏡頭。經(jīng)過優(yōu)化這種類型的透鏡以聚焦準直光束。我們不使用單個透鏡，而是使用兩個透鏡分散光焦度。這種方法有兩個好處：(1)由于透鏡的表面曲率較低，像差減小。(2)在系統(tǒng)中增加了一個厚度，可以在優(yōu)化過程中將其設為變量。