第 4 章：光学系统与光线追迹
4.0 引言
本章是对 OghmaNano 中几何光学、光线追迹与光学系统设计的实用入门介绍。 面向希望理解光在真实光学系统（透镜、光阑、反射镜、探测器以及多元件组合）中如何传播的 物理学家、工程师与研究人员——采用显式的光线光学，而不是黑箱式优化。
这里的方法刻意保持几何化与可视化：在完整 3D 中追迹光线，你检查它们的去向， 识别哪些表面在起作用，并通过探测器图像与光谱曲线诊断诸如暗角、截光以及随波长变化的 透过率等行为。目标是建立一套可靠的工作流：从简单开始，检查光线，然后逐步增加真实度与复杂度。
下面的页面组成一个连贯的内容簇。如果你刚接触 Optical Workbench，请先看概览，再学习探测器， 最后以一个完整镜头系统作为示例进行练习。
4.1 概览：光学系统与光线追迹
从这里开始了解整体工作流与 Optical Workbench 的核心概念： 光源、光学元件、光线传播，以及在 3D 中检查光线路径。
-
光学系统与光线追迹
Optical Workbench 工作流与光线追迹输出的概览。 -
S-plane 编辑器
逐面镜片编辑（曲率半径、厚度、材料），并进行完整 3D 光线追迹。
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。在这里你把 光线几何与可测输出连接起来：图像、光斑形貌与透过率。
-
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 示例：Cooke Triplet 镜头
Cooke Triplet 是一个具有历史意义的三片式镜头，也是研究完整系统的良好入门案例。 本教程使用探测器图像与效率光谱来建立对损耗、截光与光谱透过率的直觉理解。
本章推荐阅读路径
- 阅读概览并运行一次首次光线追迹。
- 学习探测器如何记录图像与效率光谱。
- 按顺序完成 Cooke Triplet 教程（A–C），作为一个完整示例。
- 当你需要平滑的光谱曲线时，使用较密的波长网格（例如 200–1500 nm，20 个点）。
常见陷阱
- RGB 采样适合出图像，但会产生锯齿状/无意义的光谱。
- 如果你的效率曲线在所有波长上都接近 ~100%，探测器可能放在光学系统之前。
- 如果你的图像是空白的，请检查探测器是否在透镜组之后，以及光源是否朝向探测器。