عادةً ما يعتمد تصميم الأسطح الحرة على خوارزمية GS (خوارزمية Gerchberg-Saxton). تحل خوارزمية GS توزيع الطور لسطح الشكل الحر من خلال عملية تحسين تكرارية. تتضمن الخطوات المحددة:
امنح تقدير السعة المعقدة الأولية لسطح الإدخال ، حيث يكون سطح الإدخال هو سطح السطح الخلفي لسطح الشكل الحر ، والمرحلة الأولية هي تغيير الطور الذي يتم إدخاله بواسطة سطح الشكل الحر.
تنتقل موجة الضوء إلى مسافة محددة بواسطة حيود الطيف الزاوي للحصول على توزيع السعة المعقدة لسطح الخرج.
يتم إجراء القيود المناسبة في سطح الخرج ، ويتم استبدال سعة سطح الخرج بالسعة المطلوبة للحصول على السعة المعقدة المحدثة لسطح الخرج.
يتم إرسال موجة الضوء مرة أخرى إلى سطح الإدخال بواسطة حيود الطيف الزاوي للحصول على توزيع السعة المعقدة المحدثة لسطح الإدخال.
يتم إجراء القيود المناسبة في سطح الإدخال ، ويتم استبدال سعة سطح الإدخال بالسعة المطلوبة للحصول على تقدير السعة المعقدة المحدثة لسطح الإدخال .