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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。

傳統設計方式對於人眼而言，存在一個虛擬的“遠點”，這個點代表了我們可以清楚看到物體的極限距離。在這個點之外的景物，將會成像於視網膜前方。當眼球轉動時遠點的距離不會改變，因此會以這個距離為半徑形成一個“遠點球”。此外，遠點會是視網膜的光學共軛，因此眼鏡鏡片的功能就是把偏離的影像修正到遠點球上。人眼的瞳孔在此系統中充當光圈的角色，且當視線移動時，瞳孔將同步的以眼球為中心轉動。

設計需求智慧型手機鏡頭通常必須在寬視野和低 f 值下工作。隨著手機變得更薄，軌道總長度通常小於 5 毫米。 OpticStudio 中可用的表面類型範圍，包括 Even 和 Q 型非球面，為設計人員提供了滿足規格的靈活性。雖然性能要求至關重要，但確保設計可以製造並在構建時性能良好也同樣重要。這裡有許多考慮因素。可製造的特定鏡片形狀將受到限制。

以 DVD 光碟機的內部機構件為例，除了平整度的要求外，由於原始設計的流道重於成品體積(20g：16g)，而客戶要求 Tokyo Seiki 減輕流道重量，經過五次的變更設計分析，流動指數的比較為 88%：99%，流道與成品體積比較為 10g：16g。

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提供的範例，選擇了 Lenslet Array 1 物件， 它由矩形體陣列組成，每個矩形體的前表面為平面，後表面為使用者自訂數目的重複曲面。後表面可以是平面、球面、圓錐面、多項式非球面或環形表面。這使得陣列中透鏡元件表面形狀的定義和優化具有了極大的靈活性。下圖顯示了透鏡陣列1物體，它是由7 x 5個矩形透鏡組成的透鏡陣列，每個矩形透鏡都可以看作一個球面透鏡的矩形區域。

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。

具體來說，可以透過設置 e = ∞ 從 Ince-Gaussian 解中找到 Hermite-Gaussian 模態，而通過設置 e = 0 從 Ince-Gaussian 解中可以看到 Laguerre-Gaussian 模態。

什麼是Field以及Ray係數常常使用者在這個主題上會有一些混亂，因為薄膜理論以及相關的設計軟體程式，通常以不同的觀點來處理這個問題，而這個觀點與光線追跡的程式有很大的不同。在薄膜光學中，我們通常處理光的場 (field)，一般來說即是所謂的平面波。然而，光線的處理方式在本質上有很大不同，光線是局部的、無限小的且帶有能量的一點，擁有位置以及傳播方向等資訊。光線所看到的世界與薄膜的世界是不同的。