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What it solves

Optiland 提供了一个开源平台，用于设计、模拟与优化光学系统。它弥补了古典式镜头设计（折射与反射系统）与现代计算光学之间的差距，允许工程师通过专业级精度，对从简单的单透镜到复杂的自由曲面组件进行建模。

How it works

该平台使用基于 Python 的 API 来构建光学系统，通过定义表面、材料与孔径。它具有双引擎后端：NumPy 用于快速的 CPU-based 计算，而 PyTorch 集成以实现 GPU 加速与自动微分（autograd）。这允许用户通过传统的评价函数（merit functions）与可微分建模来优化光学设计，其中梯度是自动计算以精炼系统。

Who it’s for

它是为光学工程师、计算光学研究人员以及需要灵活、可脚本化的替代方案，以取代专有光学设计软件进行原型开发与生产系统开发的学生所设计的。

Highlights

• Differentiable Core: 在 NumPy 与 PyTorch 之间无缝切换，适用于混合物理-ML 工作流。
• Comprehensive Analysis: 生成点图（spot diagrams）、波前误差图（wavefront error maps）、PSF/MTF 图表与 Zernike 分解。
• Advanced Ray Tracing: 实现序列、非序列（预发布版）与多序列追踪，用于鬼影与杂散光分析。
• Interoperability: 导入与导出 Zemax、CODE V 与 OSLO 等行业标准软件的文件。
• Professional Tooling: 包含用于材料选择的 GlassExpert 模块，以及用于公差分析的 Monte Carlo 模拟。