光学系统设计中，非序列模式下的优化因涉及复杂的光线追迹和探测器数据处理，往往比序列模式更具挑战性。Ansys Zemax OpticStudio提供的非序列优化向导，通过自动化关键流程、简化评价函数创建，有效降低了非序列优化的复杂度。下面将详细介绍该向导的核心功能、操作步骤及实际应用案例，助力工程师高效完成光学系统优化。
一、非序列优化向导的核心价值与访问方式
非序列光学系统的优化常面临重复的探测器清除、光线追迹配置等繁琐操作，且评价函数的构建易出错。非序列优化向导的核心价值在于：自动处理前置流程（如探测器数据清除）、提供标准化的评价目标配置、支持动态扩展评价函数，同时兼容常规光线追迹与LightningTrace™高效追迹模式，大幅提升优化效率与准确性。
访问路径
该向导可通过两种方式启动：
评价函数编辑器中依次点击【优化（Optimization）】→【优化向导（Optimization Wizards）】→【优化向导（Optimization Wizard）】；
评价函数编辑器中直接点击【Wizards and Operands】，在弹出窗口中选择【Optimization Wizard】（注：混合模式下不可用）。
二、优化向导的关键参数配置
启动向导后，界面分为“清除数据设置”“光线追迹设置”“标准设置”三大核心模块，需按优化目标逐步配置：
1.清除数据设置（Clear Data Settings）
向导默认在评价函数顶部添加NSDD操作数，每次优化迭代前自动清除所有探测器数据，这是非序列评价函数的必备前置步骤，无论是否勾选该选项均生效。若需在评价函数中间某点单独清除特定探测器，可手动勾选并指定目标探测器，否则保持默认配置即可。
2.光线追迹设置（Raytrace Settings）
支持两种追迹模式，需根据探测器类型与优化效率需求选择：
常规光线追迹：系统默认模式，兼容所有探测器类型；
LightningTrace™（LT）：高效追迹模式，仅支持矩形/颜色探测器的空间数据及极坐标探测器的角度数据，启用后界面会自动筛选有效评价标准。
此外，可配置分裂光线（Split Rays）、偏振使用（Use Polarization）、忽略错误（Ignore Errors）等参数，并设置光线采样（Ray Sampling）与边缘采样（Edge Sampling）等级（默认低采样1X），高级采样需求可联系技术支持咨询。
3.标准设置（Criteria Settings）
定义优化的核心目标，是评价函数的关键配置：
探测器选择：指定需监测的目标探测器（如矩形探测器、颜色探测器）；
评价标准：根据探测器类型动态显示可选标准（如光通量均匀性、总光通量、RMS光斑半径等）；
边界条件与目标值：通过“Boundary”选择“等于”“大于”“小于”等关系，在“Target”中输入具体目标值（如均匀性目标为0代表完全均匀）；
最小光通量（Minimum Flux）：必须设置非零值，避免优化过程中出现无光线入射探测器的无效方案，若存在达到目标的光线入射可能，需明确填写数值。
4.动态评价函数创建
点击【Apply】按钮可保留对话框并添加当前配置的操作数，后续可继续添加其他评价标准，且“清除数据”与“光线追迹” 模块会自动停用（避免重复配置）；点击【OK】则添加操作数后关闭对话框。两种方式均会自动更新“起始行”（Start At），确保新操作数不会覆盖已有配置。
三、实际应用案例：投影仪光学系统优化
以数字投影仪的复眼均质器系统（样本文件路径：{Zemax}\\\\\\\\Samples\\\\\\\\Non-sequential\\\\\\\\Miscellaneous\\\\\\\\Digital_projector_flys_eye_homogenizer.zmx）为例，优化目标为提升光束均匀性与系统效率，步骤如下：
1.基础配置
打开评价函数编辑器与优化向导，保持“清除数据设置”默认状态，在光线追迹设置中勾选“Split Rays”“Use Polarization”“Ignore Errors”，选择目标探测器7（Homog. Plane矩形探测器）。
2. 均匀性优化配置
在标准设置中选择评价标准“Spatial Uniformity（空间均匀性）”，边界条件设为“Equal To”，目标值输入0（完全均匀），最小光通量设为0（根据实际光线情况调整），点击【Apply】添加操作数。
3. 效率优化配置
保持向导窗口打开，评价标准切换为“Total Flux（总光通量）”，边界条件设为“Greater Than”，目标值输入6500流明（基于10000流明光源的65%效率目标），点击【OK】完成配置。
4.优化执行
向导自动生成包含NSDD（探测器清除）、NSTR（光线追迹）、NSDD（探测器指定）、OPGT（光通量阈值）等操作数的评价函数，确定系统变量后即可启动优化，最终实现均匀性与效率的双重提升。
四、非序列BMP位图向导：复杂光通量与颜色分布匹配
当优化目标为匹配特定图像的光通量或颜色分布时，可使用非序列BMP位图向导，其核心功能是将图像文件转化为精细化的评价函数。
关键配置要点
探测器限制：仅支持矩形探测器与颜色探测器；
图像输入：支持{BMP、JPG、PNG}格式文件，路径默认位于{Zemax}\\\\\\\\IMAFiles，图像定义相对分布，总光通量需单独设置；
分辨率适配：图像分辨率与探测器不一致时，可选择“Resample Detector”使探测器像素数匹配图像，避免混叠；
彩色目标：选择颜色探测器时，启用“Color Targets”，向导为每个像素添加X、Y、Z三刺激值操作数，灰度目标则每个像素对应一个光通量操作数。
操作注意事项
图像分辨率建议选择最低有效分辨率：306×306图像的灰度目标需93,636个操作数，彩色目标需280,908个操作数，高分辨率图像会延长配置时间；
进度管理：点击【OK】或【Apply】后，界面显示进度指示器，可通过【Terminate】终止操作，终止后已添加的操作数会自动删除。
OpticStudio非序列优化向导通过自动化流程、模块化配置与动态扩展能力，极大简化了非序列光学系统的评价函数构建。使用时需注意：
优先使用默认的NSDD探测器清除机制，避免手动干预导致数据异常；
LightningTrace™仅适用于特定探测器，需根据监测目标选择追迹模式；
最小光通量设置是避免无效优化的关键，需结合光源功率与系统透过率合理取值；
位图向导适用于复杂分布匹配，需平衡图像分辨率与配置效率。
结合上述介绍的参数配置方法与案例实践，工程师可快速构建精准的评价函数，充分发挥OpticStudio的优化算法优势，高效完成非序列光学系统的性能提升。