Non sequential model in zemax

非顺序光线追踪（Non-Sequential Ray Tracing）是光学设计软件ZEMAX中的一项高级功能，与传统的顺序光线追踪相比，它提供了更为复杂且灵活的光线处理方式。在顺序光线追踪模式下，光线必须按照预定义的顺序通过一系列表面，而这种顺序通常是由光学系统的设计所决定的。然而，在非顺序光线追踪模式下，光线的传播路径不再受限于固定的顺序，而是完全由光线的方向、物理位置以及物体属性来决定。这意味着光线可以击中任何非顺序对象的任意部分，甚至可以在同一物体上多次反射或完全不接触特定物体。 在ZEMAX的顺序模式中，光线传播仅限于通过位于局部坐标系中的表面进行。而在非顺序模式下，光学组件被建模为真实的三维对象，既可以是表面也可以是实体体积。每个物体都可以独立放置在全球坐标系中的X、Y、Z坐标，并具有独立定义的定向。这一特性使得非顺序光线追踪能力不受顺序光线追踪的限制，能够准确模拟全内反射（TIR）光线路径，不仅适用于成像系统的分析，还能用于分析散射光、杂散光及照明系统中的非成像系统。 非顺序光线追踪在ZEMAX中提供了两种工作模式： 1. **纯非顺序光线追踪**：在这种模式下，所有待追踪的光学组件都包含在一个非顺序组中，除了光源和检测器外，所有的光线交互都在这个组内进行。 2. **混合顺序/非顺序光线追踪**：这种模式结合了顺序和非顺序光线追踪的优点，允许在顺序光线追踪的背景下，对特定区域或组件应用非顺序光线追踪，从而实现更加精细的系统分析。 非顺序光线追踪对于模拟复杂的光学元件至关重要，例如复杂棱镜、角反射器、光导管、多面体对象、CAD程序创建的对象以及嵌入在其他物体内的体积对象等。这些元件无法用简单的顺序表面模型来表示，必须作为真实的三维组件来建模，以准确捕捉其复杂的光学行为。 举例来说，液态硅晶显示器投影机（Liquid Crystal on Silicon Projector）就是非顺序光线追踪在ZEMAX中应用的一个实例，由Michael Pate在非顺序模式下设计完成。这种设计方法不仅能够精确模拟光线在复杂结构中的传播，还能有效分析系统内部的光线分布和效率，为光学设计和优化提供了强大的工具。 非顺序光线追踪是光学设计领域的一项关键技术，尤其在处理复杂光学系统时展现出无可比拟的优势。通过ZEMAX的非顺序模式，设计师能够更真实地模拟光线与光学元件之间的交互，进而优化设计、提高系统性能并解决传统设计方法难以应对的问题。