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Zemax基本操作和透镜设计
实验目的
学习ZEMAX软件的安装过程,熟悉ZEMAX软件界面的组成及基本使用方法。设计一个单透镜和一个双胶合透镜。
实验要求
掌握ZEMAX软件的安装、启动与退出的方法。
掌握ZEMAX软件的用户界面。
掌握ZEMAX软件的基本使用方法。
学会使用ZEMAX的帮助系统。
实验内容
○单透镜设计
用BK7玻璃设计一个焦距为100mm的F/4单透镜,要求在轴上可见光范围内。
1. 打开ZEMAX软件,点击新建,以抹去打开时默认显示的上一个设计结果,同时新建一个新的空白透镜。
2. 在主菜单-系统-光波长弹出的对话框中输入3个覆盖可见光波段的波长,设定主波长。同样在系统-通用配置里设置入瞳直径值。
3. 在光阑面的Glass列里输入BK7作为指定单透镜的材料,并在像平面前插入一个新的面作为单透镜的出射面。
4. 输入相关各镜面的厚度和曲率半径。
5. 生成光线像差特性曲线、2D、3D图层曲线和实体模型、渲染模型等分析图来观察此时的成像质量。
6. 利用Solve功能来求解镜片厚度,更新后观察各分析图的相应变化。
7. 利用主菜单-工具-优化-优化来对设计进行优化,更新后观察各分析图的相应变化。
8. 调用并建构优化函数(Merit Function),在优化后更新全部内容,然后观察各分析图的相应变化。
9. 分别调用点列图、OPD图以及焦点色位移图(主菜单-分析-杂项)来观察最优化后的成像质量。
10. 将此设计起名保存,生成报告。
优化前
优化后
○双胶合透镜设计
以前一个实验内容设计优化后的单透镜为基础,添加一块材料为SF1玻璃的透镜来构建双透镜系统,进一步优化成像质量。
1. 插入新的平面作为第二块透镜的出射面,输入相关镜面的厚度、曲率半径以及玻璃类型值(BK7、SF1)。
2. 生成光线像差特性曲线、2D、3D图层曲线和实体模型、渲染模型等分析图来观察此时的成像质量。
3. 沿用前例的优化函数,在优化更新后观察各分析图的相应变化,并分别对比单透镜时的点列图、OPD图以及焦点色位移图(主菜单-分析-杂项)的相应变化,观察双透镜此时的成像质量。
4. 利用利用Solve功能来求解镜片边缘厚度,更新后更新后观察各分析图的相应变化。
5. 定义视场(系统-视场)来测试此双透镜的离轴特性。
6. 将此设计起名保存,生成报告。
优化前
优化后