光学设计，光线追迹失败了怎么办？让软件自己去修复就好了

相信很多的光学设计师，在设计的时候，会遇到这样一个问题：有时候软件在优化的时候，可能某个光学参数或权重设置不合理，甚至在正常优化的过程中，也会出现光线追迹失败情况。

这个时候，我们该怎么办呢？有些光学设计师会说，返回到前一设计阶段。但是有时候，我们设计的时候，不一定在每一步都保存一次。另外一种情况，我们设计出现光线追迹失败，即使返回到前一步骤，多次修改目标参数或评价函数，仍然出现光线追迹失败。那我们该怎么办，去寻找一个初始结构，重新开始设计么？可能你的设计任务时间很短，那怎么办？首先，让我们来分析，为什么会产生光线追迹失败的原因？

光线不能追迹的原因有两个:错误的圆锥曲线(MCS)，或全反射错误(TIR)。在这两种情况下，失败都与平方根有关。无论软件的代码是如何编写的，但是要解一个二阶方程，就需要一个根。如果交点计算的根参数为负，则发生MCS错误。如果折射方程的根是负的，那就是TIR错误。

无论哪个光学软件都要计算这些参数——如果结果为负，则丢弃结果，并中止该过程。但是参数的值包含有用的信息。例如，如果这个值恰好为零，交点方程就会把光线准确地放在球面的切点上。如果折射率参数为零，光线的折射角正好是临界角。通过这个原理，SYNOPSYS光学设计软件可以自动修复这个问题。当程序发现光线在评价函数计算失败, 它会记住所涉及的光线，然后创建另一个只包含单个量的评价函数，即为负的参数，并给出一个小的正目标值作为目标。然后，使用与前面指定的相同的设计变量，在后台运行快速优化。错误的参数很快就变得越来越小，只要它达到一个正值，优化就结束了，原来的评价函数就恢复了。然后整个过程重新开始，违规的光线就会正确地追迹。当然，可能还有其他光线仍然追迹失败，但它们通过再次点击SYNOPSYS光学设计软件的新工具栏按钮来很容易纠正.单击该按钮一两下通常会按照最初的预期启动优化，从而节省大量时间。

光线失效校正实例软件追迹失效图片

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synopsys自动修复结果

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海子湖	2019-05-21 17:21
兄台，你是来给cv和lt打广告的吗？

optics1210

2019-05-22 09:24

海子湖:兄台，你是来给cv和lt打广告的吗？ (2019-05-21 17:21) VL\Ah3+

有个公司叫synopsys，他们代理了CV和LT

但我文章上面的说的这个synopsys，这是一款光学设计软件名字叫synopsys，和那个公司没有任何联系。

上面文章介绍了光学设计软件synopsys，能够自动修复光线追迹失败，这只是这个光学软件，许多强大功能之一。本来有个gif动态图，可以直观看到，只要点击一个按钮，就能让光线从失败到校正的一个动态过程，但是gi上传上来，图太小，就给删除了

didiao136	2019-05-22 14:42
我还以为在zemax 里加什么约束条件呢！

海子湖	2019-06-21 11:03
optics1210:有个公司叫synopsys，他们代理了CV和LT @t#Ju1Y 但我文章上面的说的这个synopsys，这是一款光学设计软件名字叫synopsys，和那个公司没有任何联系。 Cl!qdh6 ....... (2019-05-22 09:24) %Wg8dy\| ff2`4_,\| 好吧，你也是良苦用心了，点赞点赞点赞

rooter	2019-07-17 17:26
有用，学习了！

小火龙果	2019-07-22 17:56
多谢分享哟

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