光学系统杂散光分析

在使用光线光学方法时，每一根光线都可以看作是代表一定空间立体角的细小光束，光线传输本身是光能量的传输，因此在每一根光线传输时使其带有一个能量因子，表示该光线所带能量的大小，在传输时能量因子随光能量的损失而变化，就可以描述光能的变化情况。采用这种方法后，杂散光分析可以不使用蒙特卡罗方法而直接有序地进行，当遇到一个透射面，原来的一根光线分为两根，一根继续透射而另一根则反射，处理时只要将光线能量因子乘以透射率就是透射光线的新能量因子，而乘以反射率就是反射光线的新能量因子。

(2)光线二叉树方法瞄

由于一根光线变成两根，如果每一根光线都要从头开始光线追迹，那就会有大量的重复工作，为此，采用了二又树的数据结构，来描述光线在透射面上一分为二的关系，如图2所示。

图2.光线二叉树结构图

当光线到达某个透射面时，在该面上建立二叉树结点，记录了光线在面上的坐标和入射光线的方向余弦以及光线的能量因子，光线的透射部分和反射部分可以用二叉树的两个分枝分别描述，计算时先沿着其中一个分枝光追到底，再回到某个面的结点处，以此为起点再追另一路，直到追完所有的分枝。由此可以看出二叉树数据结构存储了光追过程中光线在各面上的基本信息，避免了重复计算，而且递归处理使软件简洁、可靠性高，一棵二叉树随一条光线追迹而建立，虽然当光学系统面数很多时，要占用很大的内存，但是由于其动态存储特性，一旦追完一条光线并将结果记录，二叉树就可以删除，将占用的内存释放，以备下一条光线使用。

如果研究像面上的能量分布情况，可以事先在像面上划分格子，当一条光线到达像面时，看其落入哪并将每个格子中的光线加权叠加，其权重就是能量因子，将所有格子的值再现就是像面上能量分布情况。