zemax光学设计书.doc

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XX工业大学物理与光电工程学院
ZEMAX软件和像差设计
[光学器件CAD]
应用光学和光学工程教研组
2013/9/2
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前言
XX省的经济发展环境和产业Editor〕。
ZEMAX主视窗界面
图形视窗〔Graphic Window〕
最常用的有草图〔Layout〕、扇形图〔Ray fans〕、调制传递函数〔MTF Plots〕图等。
文本视窗〔Text Windows〕
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设计的文字资料,如详细数据〔Prescription Data〕、像差数据等显示在文本视窗中。
对话框〔Dialogs〕
固定大小,在过程中跳出来的视窗〔鼠标拖曳不能改变大小〕。用于定义或更新视场〔Fields〕、波长〔Wavelengths〕、孔径〔Apertures〕、面型〔Surface types〕等。
〔Main Windows Operations〕
主视窗在执行ZEMAX后显示出来,可以用鼠标拖动改变大小,。上部有标题栏、菜单栏、快捷按钮。底部状态栏中显示当前镜头系统的焦距〔EFFL〕、F数〔WFNO〕、入瞳直径〔ENPD〕、系统总长〔TOTR〕。
主视窗中的快捷按钮和状态栏中内容可以自定义,菜单栏中有：
文件〔File〕
展开后有文件的打开〔Open〕,新建〔New〕,存储〔Save〕,另存为〔Save as〕等,偏好〔Preference〕可以修改文字大小,快捷按钮和状态栏中的内容。
编辑器〔Editors〕
栏中包括ZEMAX中所有编辑器命令,展开后可打开Lens data editor,Merit function editor。
系统〔System〕
定义或更新光学系统的光学特性数据,例如相对孔径、视场和选取的工作波长等。
分析〔Analysis〕
它是ZEMAX中的非常重要的菜单之一,是用来进行像质评价和分析的主要工具,对于其中的每一项的数据的含义,单位要很好地理解。主要有：Fans中的球差〔Ray aberration〕,点列图〔Spot diagrams〕、调制传递函数〔MTF〕、点扩散函数〔PSF〕、波像差〔Wavefront〕、圆内能量集中度〔Encircled Energy〕；杂项〔Miscellaneous〕中的场曲与畸变〔Field Curv/Dist〕、轴向球差〔Longitudinal aberration〕和垂轴色差〔Lateral Color〕。
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工具〔Tools〕
也是ZEMAX中的非常重要的菜单之一,分成七块：第一块用来进行光学镜头的局部优化〔Optimization〕、全局优化〔Global / Search /Hammer Optimization〕等；第二块分析镜头的公差,计算传递函数的点列图,波差等变化量表。第三块是材料选择,有察勘玻璃库或向库中新增添或删除玻璃条目,寻找简单的透镜数据并插入到透镜数据编辑器中。第四块是镀膜模型。第五块是系统中镜头的孔径的定义,可以与渐晕系数配合共同使用。第六块主要用来整体设计<1>按焦距或放大率缩放当前系统；<2>在当前系统中加入或删除折转发射镜。第七块以后讨论。
报告〔Report〕
形成镜头设计结果的报告,可以作为每一个光学面的形成报告〔Surface data〕；也能为镜头系统形成高斯参数或光学特性参数的报告〔System data〕；还可以给出设计结果的详细数据报告〔Prescription data〕。
宏编程〔Macros〕
执行已经编译好的宏程序。宏程序的编程过程：〔1〕使用一般的文本编辑器或使用ZEMAX自身的编辑功能创建扩展名为"*.ZPL"文件,该文件置于ZEMAX目录下的Macros目录中；〔2〕使用ZEMAX提供的命名或函数库进行程序编写；〔3〕用Macros菜单下的"Run/Edit Zpl Macros…"执行宏程序。宏程序可以提取光线追迹数据、像质指标等,可以定义新的优化设计用的操作符。执行时,宏程序作用的对象是当前显示的镜头系统。
外部程序接口〔Extensions〕
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ZEMAX环境中,使用该接口可以执行外部扩展名为"*.EXE"的执行程序,用来与ZEMAX交换数据,或ZPL宏不能完成的功能。外部程序可以用C语言等编程工具完成。
视窗〔Windows〕与帮助〔Help〕菜单

设计要求
如要设计的系统要求：f’ = 2