直觀的觀察對(duì)比度優(yōu)化的結(jié)果更有利于理解優(yōu)化的方法。在OpticStudio 17.5版本中加入的對(duì)比度損失圖工具可以使用戶觀察光瞳中哪部分光線對(duì)MTF的影響最大。其中，較大的圓圈表示光瞳中造成MTF降低較多的區(qū)域。每個(gè)圓圈的大小可用下式表示：

其中，[q(x)-q(x-d)]表示位移的光線與沒(méi)有位移的光線之間的相位差。當(dāng)相位差為零時(shí)，圓的半徑為零。當(dāng)相位差為90°時(shí)，圓的半徑為1/2，相位差為180°時(shí)，圓的半徑為1。每個(gè)圓圈內(nèi)的指針表示平均相位：[q(x)-q(x-d)]/2，因此可以從圖中看出波前的形狀。

雙高斯鏡頭示例

使用雙高斯鏡頭的優(yōu)化案例，可以很好的展示對(duì)比度優(yōu)化工具相比波前優(yōu)化工具，其在優(yōu)化速度以及優(yōu)化穩(wěn)定性上的優(yōu)勢(shì)。我們將從標(biāo)準(zhǔn)的雙高斯鏡頭設(shè)計(jì)開(kāi)始。以多個(gè)平行平板作為系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)，在最后一個(gè)面的曲率半徑上設(shè)置求解類型為F數(shù)，使系統(tǒng)F數(shù)為3。系統(tǒng)在可見(jiàn)光波段下進(jìn)行設(shè)計(jì)，入瞳直徑為33.3mm。

其余表面的曲率半徑和厚度被設(shè)置變量，使用阻尼最小二乘法進(jìn)行優(yōu)化。分別使用三種評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化：以RMS波前差為準(zhǔn)；使用對(duì)比度優(yōu)化；直接對(duì)MTF進(jìn)行優(yōu)化。從下表給出的結(jié)果中可以看出，對(duì)比度優(yōu)化的優(yōu)化速度與RMS波前優(yōu)化基本相同。

*由于系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)的性能很差，直接對(duì)MTF進(jìn)行優(yōu)化很難得到很好的結(jié)果。因此在嘗試直接優(yōu)化MTF前，先對(duì)RMS光斑大小 (RMS Spot Size) 進(jìn)行了優(yōu)化。

對(duì)比度優(yōu)化和RMS波前優(yōu)化得到的結(jié)果非常類似。其中一個(gè)優(yōu)化后的系統(tǒng)布局圖和相應(yīng)的MTF曲線如下所示：