一、光學數字孿生系統搭建的意義
1、降低開發風險：在實際製造前，搭建光學系統進行模擬可以幫助發現潛在的設計問題，如光學元件的干涉、衍射等效應，從而在早期階段避免昂貴的迭代和修改。
2、成本效益分析：光學系統的模擬，可以在設計階段評估不同方案的效果，減少實際製造成本。
二、搭建步驟
1. 系統調研
基礎理論研究：深入理解光學系統的基本成像原理，及常用的光學結構模型。
光學結構評估：評估現有光學結構的適用性，確定哪些技術可以用於模型設計。
2. 系統定義
測試指標設定：明確光學系統的測試指標，面型精度，像點位置等。
3. 初步設計
初步光學設計：使用 Zemax 進行初步的元件佈局和引數最佳化。
4. 詳細設計
元件選擇：基於效能要求，選擇合適的光學元件，如透鏡、稜鏡、濾光片等。
光學系統建模：在 Zemax 中建立詳細的光學系統模型，包括所有光學元件和光路。
5. 模擬分析
效能模擬：使用 Zemax 進行光線追蹤模擬，評估光學系統的效能指標。
引數敏感性分析：分析關鍵設計引數對光學效能的影響，確定最佳化方向。
6. 最佳化設計（可選）
最佳化演算法應用：應用 Zemax 內建的最佳化工具，如最小二乘法、遺傳演算法等，最佳化光學系統的效能。
7. 實驗驗證
資料分析：收集 Zemax 模擬資料，使用matalb解析成的像。
8. 迭代最佳化
問題定位：分析測試中發現的問題，確定原因。
設計調整：根據測試結果和問題診斷，對光學系統進行必要的設計調整。
再次模擬：對調整後的設計方案進行新一輪的模擬，驗證改進效果。
9. 最終驗證
全面測試：進行最終的效能測試，確保光學系統滿足所有設計要求。
文件編制：編寫詳細的設計文件和方法原理、測試結論。
三、Checklist
完整的數字孿生光學系統應當具備以下內容：
1、光學系統的基本成像原理；
2、光學系統的基本引數指標；
3、光學系統的zemax模擬模型,探測器成像結果；
4、探測器成像的解析方法原理與測試過程；
5、光學系統的模擬測試結論。