過去的幾十年，光學制造和測量方面的進步已經將非球面和自由光學表面設計理論變為現實，推動增強現實（AR）和虛擬現實（VR）產業向前發展。將自由曲面光學元件用在虛擬現實和增強現實光學設計中，能幫助解決幾個難題，包括頭盔的尺寸和重量設計以及雜散光問題。而且，在增強現實情況下，當要精巧地平衡真實世界的光線、微顯示器的光線和眼睛看到的場景時，還會面臨更多挑戰，其最終目的是把微顯示圖像疊加在真實場景上。

OpticStudio中的增強現實頭盔光學設計有一個選項：棱鏡A有三個自由曲面，棱鏡B有兩個自由曲面。

自由曲面光學設計軟件和虛擬樣機制作正在幫助減少設計迭代和重復樣機的次數，縮短進入市場的時間和AR/ VR開發成本。例如，OpticStudio中的非順序模式支持雜散光分析。光學設計師可以對光學表面進行拋光和鍍膜，將殼體的CAD模型輸入到系統中并使用不同類型的照明。優化自由曲面和系統的幾何結構可以減少到達眼睛的雜散光。

OpticStudio中的探測器會顯示出增強現實棱鏡設計中可能到達眼睛的雜散光。

解決雜散光問題需要光學和機械模型之間的密切協調。Zemax 虛擬樣機制作在光學設計和機械設計之間架起了一座橋梁。這是創建整個光機產品的工作虛擬樣機的唯一解決方案。對于像AR / VR這樣競爭激烈的行業這是至關重要的。