如圖 1 所示，可以使用“表面屬性”中的“復(fù)合表面：添加矢高至下一表面 (Composite Surface: Add sag to the next surface)”復(fù)選框啟用復(fù)合表面屬性：

我們可以發(fā)現(xiàn)，不能為組件面設(shè)置材料和膜層，因?yàn)樗鼉H用于將矢高分布提供給復(fù)合基面而不起其他任何作用。組件面的材料和膜層性能將跟隨基面的屬性。另一個(gè)重要的點(diǎn)是無論為復(fù)合組件面設(shè)置怎樣的孔徑，當(dāng)算法計(jì)算矢高分布時(shí)，復(fù)合組件面的孔徑都將被認(rèn)為與基面相同。

在光線追跡中，光線僅考慮在基面所表達(dá)的總表面矢高，組件面不直接參與光線追跡。

基面的矢高圖將顯示包含所有復(fù)合組件面的總矢高，而不是僅顯示基面的矢高。

• 雙錐面（Biconic）

• 雙錐 Zernike（Biconic Zernike）

• 切比雪夫多項(xiàng)式 (Chebyshev Polynomial)

• 偶次非球面（Even Asphere）

• 擴(kuò)展非球面（Extended Asphere）

• 擴(kuò)展奇次非球面（Extended Odd Asphere）

• 擴(kuò)展多項(xiàng)式（Extended Polynomial）

• 網(wǎng)格矢高面（Grid Sag）

• 不規(guī)則面（Irregular）

• 奇次非球面（Odd Asphere）

• 奇次余弦面（Odd Cosine）

• 離軸圓錐自由曲面（Off-Axis Conic Freeform）

• 周期面（Periodic）

• 多項(xiàng)式面（Polynomial）

• Q型非球面（Q-Type Asphere）

• Q型自由曲面（Q-Type Freeform）

• 標(biāo)準(zhǔn)面（Standard）

• 超圓錐面（Superconic）

• 傾斜面（Tilted）

• 環(huán)形面（Toroidal）

• Zernike Fringe 矢高面（Zernike Fringe Sag）

• Zernike 標(biāo)準(zhǔn)矢高（Zernike Standard Sag）

• Zernike 環(huán)形標(biāo)準(zhǔn)矢高（Zernike Annular Standard Sag）

在下面的示例中（圖 3 所示），通過將組件面 4 添加到基面 5 形成 ROC（曲率半徑）= -500mm的拋物面反射鏡，另一個(gè)組件面 3 為表面矢高增加了 Zernike 項(xiàng)的擾動(dòng)。

圖 3. 使用復(fù)合表面建模的拋物面反射鏡

可以從以下視圖中看到，啟用組件面（圖4 (a)）后，布局圖將顯示復(fù)合堆疊的總矢高，而不顯示單個(gè)組件面矢高。在圖4 (b) 中忽略所有附加表面的情況下，布局圖中將僅顯示基面（因此系統(tǒng)現(xiàn)在明顯失焦）。

忽略單個(gè)組件面

如圖 5 所示，選中“忽略此表面”復(fù)選框時(shí)，該組件面對(duì)復(fù)合表面的矢高貢獻(xiàn)將被忽略，行的顏色將變?yōu)樯罨疑?/p>

圖 5. 忽略單個(gè)組件面

如果要忽略或啟用系統(tǒng)中的所有復(fù)合表面，可以在鏡頭數(shù)據(jù)編輯器上方的工具欄中用兩個(gè)按鈕來輕松控制。

忽略復(fù)合表面/啟用復(fù)合表面

圖 6. 忽略所有復(fù)合表面

圖 7. 啟用所有復(fù)合表面

• 選擇“不移除”：矢高圖將顯示所選表面之前的所有組件面的總和。

• 選擇“移除復(fù)合矢高”：?jiǎn)为?dú)繪制選定基面的矢高。

• 選擇“移除基底矢高”：僅顯示應(yīng)用于此表面的所有組件面矢高的總和。

在下面的示例中，如圖 9 (a) 所示，表面 3 和 4 是組件面，表面 5 是基面。復(fù)合表面矢高圖，圖9 (b)~(g) 解釋了上述與復(fù)合表面的矢高關(guān)系。

圖 9(a). 用于解釋復(fù)合表面矢高圖的手機(jī)鏡頭系統(tǒng)示例

如圖9 (b)~(d) 所示，當(dāng)使用“不移除”時(shí)，矢高會(huì)逐行加起來：

圖?9(b)

圖 9(c)

圖 9(d)

如果要單獨(dú)顯示某組件面的矢高，可以使用“移除復(fù)合矢高”或“移除基本矢高”，如圖9 (e)~(g) 所示：

圖?9(e)

圖?9(f)

圖 9(g)

圖 10. 離軸反射式系統(tǒng)

如果單擊組件面的 “Composite” 選項(xiàng)卡中的“設(shè)置傾斜/偏心用于追隨基面孔徑 (Set Tilt/Decenter to follow Base surface aperture)”按鈕，則組件面將自動(dòng)在基面的離軸孔徑上居中。點(diǎn)擊按鈕后 OpticStudio 會(huì)自動(dòng)填充復(fù)合選項(xiàng)卡中的傾斜和偏心，以便組件面的矢高堆疊處于基面離軸孔徑的中心。其中，偏心與頂點(diǎn)位置匹配，而傾斜與離軸孔徑中心的基面旋轉(zhuǎn)方向匹配。

圖 11. “設(shè)置傾斜/偏心用于追隨基底表面孔徑”和“更新傾斜”按鈕

對(duì)于復(fù)合堆疊，“設(shè)置傾斜/偏心用于追隨基底表面孔徑光圈” 按鈕將用于基底之前的結(jié)果的一個(gè)組件面，并且復(fù)合堆疊中的所有組件面將具有相同的傾斜/偏心屬性，即復(fù)合堆疊將具有相同的坐標(biāo)系。請(qǐng)注意，復(fù)合堆疊的傾斜/偏心只能在極靠近基面的組件面上看到，其中“設(shè)置傾斜/偏心用于追隨基底表面孔徑光圈”按鈕可以使用，對(duì)于所有其他組件面，這個(gè)按鈕將顯示為灰色。

如果用戶手動(dòng)更改偏心值，則可以使用“更新傾斜 (Update Tilt)”按鈕（如圖 11 所示）自動(dòng)填充更新后傾斜值，以便組件面的旋轉(zhuǎn)方向與指定偏心處的基面相匹配。

此外，復(fù)合表面擴(kuò)展了現(xiàn)有 TIRR、TEXI 和 TEZI 操作數(shù)的功能，以前這三個(gè)操作數(shù)只能用于對(duì)以下表面進(jìn)行公差分析：

圖 12. 之前TIRR、TEXI和TEZI僅用于有限的表面類型

現(xiàn)在得益于復(fù)合表面，任何可以成為復(fù)合基面的表面類型都可以使用這三個(gè)操作數(shù)來執(zhí)行公差分析請(qǐng)注意，TIRR、TEXI 和 TEZI 的擴(kuò)展功能不包括對(duì)離軸孔徑的支持）。

對(duì)于符合條件的表面類型，TIRR 操作數(shù)將使用不規(guī)則面作為復(fù)合表面對(duì)這些表面進(jìn)行公差分析；TEXI 操作數(shù)將使用 Zernike Fringe 矢高面作為復(fù)合表面對(duì)這些表面進(jìn)行公差分析；TEZI 操作數(shù)將使用 Zernike 標(biāo)準(zhǔn)矢高面作為復(fù)合表面對(duì)這些表面的公差進(jìn)行分析。

我們以圖 13 所示的手機(jī)鏡頭設(shè)計(jì)為例。

圖 13. 手機(jī)鏡頭系統(tǒng)示例

公差數(shù)據(jù)編輯器（TDE）填充了手機(jī)鏡頭表面 3 和 4 的 TEZI 操作數(shù)。之前 TEZI 不能直接與 Q 型非球面一起使用，但現(xiàn)在您可以直接在 TDE 中進(jìn)行設(shè)置并使用以下公差功能，如圖 14 所示。

圖 14.在Q型非球面上使用 TEZI 操作數(shù)進(jìn)行公差分析

當(dāng)我們運(yùn)行公差分析并保存蒙特卡羅文件時(shí)，您可以輕松檢查公差結(jié)果。

圖 15. 蒙特卡羅分析設(shè)置

我們還可以打開一個(gè)蒙特卡羅隨機(jī)文件來驗(yàn)證并更好地了解操作數(shù)如何向表面添加不規(guī)則度。如圖 16 所示，Q 型非球面上增加了一個(gè)復(fù)合組件面，該表面帶有 TDE 中指定的 Zernike 標(biāo)準(zhǔn)矢高擾動(dòng)項(xiàng)。

圖 16. TEZI 操作數(shù)使用 Zernike 標(biāo)準(zhǔn)矢高復(fù)合表面對(duì) Q 型非球面表面進(jìn)行公差分析

有一系列知識(shí)庫文章解釋了上面使用的手機(jī)鏡頭系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該系列文章可參考：使用 OpticStudio 進(jìn)行手機(jī)鏡頭設(shè)計(jì)第 一部分：光學(xué)設(shè)計(jì)

(https://support.zemax.com/hc/en-us/articles/7686411841043-Designing-Cell-phone-Camera-Lenses-Part-1-Optics)

請(qǐng)查看并使用手機(jī)鏡頭示例文件來嘗試新的復(fù)合表面功能，期待您的反饋！

IsCompositeSurface 用于此參數(shù)的 Sets 和 Get 值。SetOffAxisTiltAndDecenter() 根據(jù)離軸表面孔徑中心的復(fù)合表面基面法線矢量計(jì)算得出所需填充的恰當(dāng)屬性值。

下面提供一個(gè) Python 代碼的示例片段供參考：

TheSystem = TheApplication.PrimarySystem;

TheLDE = TheSystem.LDE

# Get Surface j Information

CompositeTest = TheLDE.GetSurfaceAt(j)

# Check “Composite Surface:Add sag to the next surface”

CompositeTest.CompositeData.IsCompositeSurface=1

# Press “Set Tilt/Decenter to follow Base surface aperture” button

CompositeTest.CompositeData.SetOffAxisTiltAndDecenter()

# Extract Composite Surface Tilt/Decenter value

CompositeTiltX=CompositeTest.TiltDecenterData.BeforeSurfaceTiltX

CompositeTiltY=CompositeTest.TiltDecenterData.BeforeSurfaceTiltY

CompositeTiltZ=CompositeTest.TiltDecenterData.BeforeSurfaceTiltZ

CompositDecenterX=CompositeTest.TiltDecenterData.BeforeSurfaceDecenterX

CompositDecenterY=CompositeTest.TiltDecenterData.BeforeSurfaceDecenterY

# Change the Tilt/Decenter values manually

CompositeTest.TiltDecenterData.BeforeSurfaceTiltX = 0

CompositeTest.TiltDecenterData.BeforeSurfaceDecenterY = 0

• COMPOSITEON(surface number) - 關(guān)鍵字

• COMPOSITEOFF( surface number ) - 關(guān)鍵字

• COMPOSITEOFFAXISAPERTUREON ( surface number ) - 關(guān)鍵字

• ISCS(surface number) ->returns 1|0 - 數(shù)值函數(shù)

ISCS() 當(dāng)表面不是復(fù)合表面時(shí)將返回 0，如果表面是復(fù)合表面則返回 1。

有關(guān)這些命令的詳細(xì)信息，請(qǐng)參閱幫助文件。提供了一些示例代碼供參考：

! Uncheck the composite surface checkbox
PRINT 'Turn off composite surface j'
COMPOSITEOFF j
A = ISCS(j)
! ISCS () return 0 if it's not composite surf., return 1 if it's composite surf.
IF (A < 0.5)
PRINT ' ==> Composite surface flag is OFF'
ELSE
PRINT ' ==> Composite surface flag is ON'
ENDIF

! Check the composite surface checkbox
PRINT 'Turn on composite surface j'
COMPOSITEON j
A = ISCS(j)
IF (A > 0.5)
PRINT ' ==> Composite surface flag is ON'
ELSE
PRINT ' ==> Composite surface flag is OFF'
ENDIF

! Press the 'Set Tilt/Decenter to follow Base surface aperture' button
PRINT 'Set Tilt/Decenter to follow Base surface aperture'
COMPOSITEOFFAXISAPERTUREON j
PRINT ' ==> Click Tilt/Decenter to follow Base surface aperture button'