第 4 章：光学系统与光线追踪
4.0 介绍
本章是对 OghmaNano 中几何光学、光线追踪和光学系统设计的实用介绍。 本章面向希望理解光如何通过真实光学系统——透镜、孔径、反射镜、探测器以及多元件组合——传播的物理学家、工程师和研究人员， 并使用显式光线光学而不是黑箱优化。
这种方法刻意采用几何化和可视化方式：在完整 3D 中追踪光线，检查它们传播到哪里， 识别哪些表面起主要作用，并通过探测器图像和光谱图来诊断渐晕、裁剪以及按波长变化的 传输行为等现象。目标是建立一个可靠的工作流程：从简单模型开始，检查光线， 然后逐步提高真实度和复杂性。
下列页面构成一个相互关联的内容集群。如果您刚接触 Optical Workbench，请先阅读概览，然后继续学习 探测器，最后通过一个完整透镜系统的实例进行学习。
4.1 概览：光学系统与光线追踪
从这里开始了解整体工作流程和 Optical Workbench 的主要概念： 光源、光学元件、光线传播，以及如何在 3D 中检查光线路径。
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光学系统与光线追踪
Optical Workbench 工作流程和光线追踪输出概览。 -
S-plane 编辑器
逐表面的透镜编辑（曲率半径、厚度、材料），并配合完整 3D 光线追踪。
4.2 探测器与记录图像
探测器将光线命中转换为空间强度分布。这里是将 光线几何与可测量输出连接起来的地方：图像、光斑图样和传输效率。
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光学探测器
探测器平面、记录的强度图，以及随波长变化的收集效率。
4.3 实例：Cooke Triplet 透镜
Cooke Triplet 是一个具有历史意义的三元件透镜，也是值得研究的第一个完整系统。 本教程使用探测器图像和效率光谱来建立对损耗、裁剪和光谱传输的直观理解。
本章推荐学习路径
- 阅读概览并运行第一次光线追踪。
- 学习探测器如何记录图像和效率光谱。
- 完成 Cooke Triplet 教程（A–C）作为一个完整实例。
- 当您希望获得平滑的光谱图时，请使用高密度波长网格（例如 200–1500 nm，20 个点）。
常见问题
- RGB 采样适用于图像，但会产生锯齿状或无意义的光谱。
- 如果您的效率曲线在各处都约为 ~100%，探测器可能被放在了光学系统之前。
- 如果图像为空白，请检查探测器是否位于透镜组之后，以及光源是否朝向它。