随着科学技术的不断发展，在航天、天文和精细加工等高科技领域，对光学系统的性能提出了前所未有的高要求。对于一些具有复杂结构和特性的光学系统的设计，需要通过非序列光线追迹方法来模拟实现。本课题的研究内容是评价非序列光线追迹方法的计算精度。本文记述了蒙特卡洛模拟方法及基于该算法的非序列光线追迹法的原理。使用基于蒙特卡洛光线追迹算法的计算机软件——LightTools对一些可以用理论公式直接计算的情况进行了数值模拟，通过理论计算和数值模拟结果的比较获得了关于非序列光线追迹程序计算精度的初步结果。具体内容包括：详细分析了(1)点光源在平面上产生的照度分布；(2)平行光束在介质表面上发生折、反射时的菲涅尔反射损失；(3)投影系统中常用的方棒照明光学系统最佳匀光学结构；及(4)利用信息论理论对采样误差进行的分析。通过分析点光源在一平面上产生的照度分布得出：数值模拟时每个网格内的照度误差的标准差与网格内光线条数平方根的倒数成比例，这与数学上蒙特卡洛算法的误差结果分析相一致；利用傅里叶级数展开式提出了在一定精度范围内每个网格所需要追迹的光线数。通过计算分析光在介质表面上的折、反射得出：LightTools模拟光在介质表面上发生折、反射时的结果和非涅耳公式的结果完全一致，几乎没有误差。