Schon vor der Fertigung und Umsetzung des optischen Systems kann mittels optischer Simulation der Einfluss auf die Effizienz und Abbildungsqualität von verschiedenen Parametern und Fertigungstoleranzen genau untersucht und optimiert werden. Für klassische Abbildungs- und Strahlformungsoptiken mit Strukturgrößen von mehreren Millimetern wird auf langjährig etablierte Raytracing-Programme zurückgegriffen. Werden die Strukturen kleiner, müssen auch wellenoptische Effekte wie Beugung und Interferenz im Design berücksichtigt werden. Diese Effekte können dann gezielt genutzt werden, um beispielsweise diffraktive Strahlformungselemente oder Phasenmasken für Lichtmodulatoren zu realisieren.