光路計算

光路計算是二十世紀就已經開始出現的光學鏡頭設計中的古老技術 。 幾何光路計算用於描述光線通過鏡頭系統或者光學儀器時的傳輸特性 ， 並建立系統的成像屬性模型 。 這用於建造前優化光學儀器的設計 ， 例如減少色像差或者其它的光學像差 。 光線跟蹤也用於計算光學系統中的光程差 ， 光程差用於計算光學波前 ， 而光學波前用於計算系統的衍射作用 ， 例如點擴展函數 、 調製傳遞函數以及 Strehl ratio 。 光線跟蹤不僅用於攝影領域的鏡頭設計 ， 也可以用於微波設計甚至是無線電系統這樣的較長波長應用 ， 也可以用於紫外線或者X射線光學這樣的較短波長領域 。 光學設計所用的技術通常比較嚴格 ， 並且能夠更加正確地反映光線行爲 。 尤其是光的色散 、 衍射效應以及光學鍍膜的特性在光學鏡頭設計中都是非常重要的 。 在計算機出現以前 ， 光路計算需要使用三角以及對數表手工計算 ， 許多傳統攝影鏡頭的光學公式都是許多人共同完成優化的 ， 每個人只能處理其中一小部分的計算工作 。 現在這些計算可以在如來自於 Lambda Research 的 OSLO 或者 TracePro 、 Code - V 或者 Zemax 這些光學設計軟件上完成 。 一個簡單的光路計算版本是光線傳遞矩陣分析 ， 它通常用於激光光學諧振腔的設計 。