這張圖顯示了光線從x和y軸的-90°到+90°入射到探測器上光線的角度范圍。沒有光線的角度超過35°，因?yàn)長ED沒有超過這個(gè)角度發(fā)射。峰值強(qiáng)度出現(xiàn)在27°左右。我們感興趣的是接近0°的光功率。針對這樣的分布有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn):RMS角寬度和質(zhì)心發(fā)光強(qiáng)度。設(shè)置RMS角寬度是要獲得準(zhǔn)直光線（即具有相同入射角的光線），質(zhì)心目標(biāo)是使入射角為零。下面的評價(jià)函數(shù)可看到這個(gè)角度下的發(fā)光強(qiáng)度。

第一個(gè)NSDD操作數(shù)讀取探測器物體0，該物體不存在；沒有物體0可以存在。這是此操作數(shù)的一個(gè)特殊用法: 在OpticStudio中用于清除所有探測器。另外，可以通過定義一個(gè)負(fù)數(shù)(例如：Det# = -3，只清除探測器3)來清除單一探測器。這在定義了多個(gè)探測器的系統(tǒng)中非常有用。

接下來，操作數(shù)NSTR告訴OpticStudio去完成光線追跡。第二和第三個(gè)操作數(shù)NSDD讀出探測器物體3，質(zhì)心x和y (Pix# = -6， -7)，數(shù)據(jù)項(xiàng)2，即功率/單位立體角。注意，我們的目標(biāo)是質(zhì)心發(fā)光強(qiáng)度(角度)，而不是質(zhì)心照度(空間)。第四個(gè)操作數(shù)NSDD讀取所有像素?cái)?shù)據(jù)的RMS角寬度。此外，最后一個(gè)操作數(shù)NSDD讀取了中心像素(5101)的強(qiáng)度，以便進(jìn)行比較；注意，沒有分配權(quán)重，操作數(shù)就不會(huì)對評價(jià)函數(shù)有貢獻(xiàn)。這個(gè)值大約是23 Cd。

最后一個(gè)NSDD操作數(shù)與一個(gè)OPGT操作數(shù)相結(jié)合，以保持探測器上的最小光通量。我們把這個(gè)設(shè)為25，因?yàn)檫@是探測器上的初始光通量。如果這個(gè)操作數(shù)不存在，那么完全移除反射鏡就有可能使評價(jià)函數(shù)值為0！如果沒有能量落在探測器上，質(zhì)心強(qiáng)度和RMS半徑為零，這就是我們的目標(biāo)。這個(gè)“解”強(qiáng)調(diào)了定義良好的評價(jià)函數(shù)的重要性。在優(yōu)化過程中，OpticStudio將嘗試將評價(jià)函數(shù)變?yōu)榱悖�而不管這在系統(tǒng)中的物理意義。

6.自由曲面反射鏡

自由曲面通常被描述為多個(gè)低階多項(xiàng)式，如樣條曲線或貝塞爾曲線。它們通常用來描述渦輪葉片、車身和船殼等形狀。

然而，在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，保留基本圓錐曲線部分的概念，并使該部分向自由曲面形式偏離，是非常有助于設(shè)計(jì)的。原因很快就會(huì)揭曉。我們將使用擴(kuò)展多項(xiàng)式面(Extended Polynomial Surface)物體，這個(gè)表面可由以下形式的方程描述: