當（dāng）光學係統設（shè）計的結構越來越小時，衍射的影響也越（yuè）來越（yuè）不（bú）可（kě）忽（hū）略，此時，傳統的幾何光線追跡已經無（wú）法正確地描述光線通過係統的狀態，故包含衍射影響的「光束傳播」分析工具（jù）就顯得（dé）尤為重要。另外，陣列透（tòu）鏡也是光學設計中常見的結構之一，該如何模擬（nǐ）陣列透鏡也是光學軟件中的重（chóng）要問題。在這篇文（wén）章中，我們將先分別簡要介紹在CODE V中該如何進行「光束傳播」分析，以及該如何模擬「陣列透鏡」，接著，我們會結合兩者，介紹該如何在（zài）CODE V中對（duì）有陣列（liè）透鏡（jìng）的係（xì）統進行光束傳播分析。
當光學設計必須（xū）考慮到衍射行為（wéi）時（shí），大多數光學鏡頭設計軟件的簡單做法隻是在透鏡係統的出瞳位置後（hòu）考慮衍射，但光線（xiàn）傳（chuán）遞到出瞳前的（de）方式仍然隻考慮幾何上的折（shé）射。如此一來（lái），對於「光傳播在透鏡元件之中（zhōng）時也需要考慮衍射行為」或（huò）「以如高斯光源來進行模擬（nǐ）」...這類不能單用幾何光線來模擬整個係統的光束傳播變化時，上（shàng）述簡單的衍射考慮方式也無法給我們正（zhèng）確的模擬結果。
CODE V中有幾種可以模擬完整光束傳（chuán）播的分析工具：高斯光束追跡（BEA）、FFT光束傳（chuán）播（BPR）與光束合成傳播（BSP）。其（qí）中：
「高斯光束追跡」計算快速且有對應（yīng）的函（hán）數可在優化中控製高（gāo）斯光束，但其隻考慮一階高斯光束性質與像散。
「FFT光束傳播」能處理大部分（fèn）光束傳播的問題，但隻能計算純量場且（qiě）有（yǒu）時會有FFT取樣的問題。
「光束合成傳播（Beam Synthesis Propagation, BSP）」是個高度（dù）準確、以小光束為基底來計（jì）算光學場變化的衍射（shè）傳播算法，且可考慮光束通過整個透（tòu）鏡係統時的衍射影響。
整體來說，BSP是（shì）三者中較完整且使用上較方便的分析工具（jù），下圖顯示了BSP中（zhōng）以小光束為基底來進行光束傳播的概念（圖中隻顯示了一條小光束）。
在下圖的陣列係統中，我（wǒ）們必須仔細調整BSP傳（chuán）播至陣列前的小光束重（chóng）新采樣數（shù）量，同時也要留意兩個BSP中常見的警告：「小光束波前誤差警告」與「表麵重新采樣的波前無法收（shōu）斂警告」，並以這些警告為參考進行適當（dāng）的參數調整。
常用的技巧是比較小光束重新采樣前（qián）後的能量強度分布是（shì）否相同（可利用插入虛擬表麵來進行比較），以此確認小光（guāng）束重新采樣的準確性，如（rú）下圖。
在確認BSP的參數設定之後，下（xià）圖顯示了起始的高斯光源與其傳播至最終影像麵上的能（néng）量（liàng）分布：
如果您對此陣列透（tòu）鏡範例的詳（xiáng）細BSP設定與討論有興趣，請與我們聯係。
另一方麵，在CODE V 中模擬陣列透（tòu）鏡也有幾種方式（shì）：偏（piān）心類（lèi）型（xíng）中的陣列、非序列性表麵（NSS）或用戶自定義表麵（UDS）。其中：
「偏心類型中的（de）陣列」設定方便（biàn），但無法與一些CODE V的分析（xī）工具一起使用，包含BPR與BSP。
「非序列性表麵」使用上有（yǒu）彈性也可以（yǐ）和BSP一起使用（無法和BPR一起使用），但若要模擬複雜表麵時，非（fēi）序列性表麵計算速度緩慢且設定上也很繁瑣（suǒ）。
「用戶自定義表麵」使用上有彈性、計算速度快也可以和BSP及大多（duō）數的分析功（gōng）能（néng）一起使用，但建立時需要有編（biān）程能力。
如（rú）上所述，因為BSP是個較（jiào）完整且方便的光束傳播分析工具，我們可以選擇BSP在有陣列透鏡的係統進行光（guāng）束傳播。又因為非序列性表麵的計算較為緩（huǎn）慢，且CODE V的用戶（hù）自定（dìng）義表麵範例中提供蠅眼（fly's eye）陣列可直接使用，接下來我們選擇以BSP與蠅眼陣列（liè）來進行陣列透鏡係統的（de）光束傳播模（mó）擬。
在（zài）陣列透鏡上使用BSP的主要問（wèn）題是（shì），實際上（shàng）小光束（shù）傳播到陣列（liè）透鏡中小透鏡與小透鏡（jìng）間的交界處時，單一小光束與（yǔ）其能量會（huì）被分割到（dào）不同（tóng）方向，但BSP使用的小光束隻能以單一方向傳（chuán）播，我們必須手動調整小光束（shù）在傳播至陣列表麵（miàn）時的重新采樣數（shù）量以維持模擬的準確性。
