zemax实例.pdf

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简介
F/4）。设置这个孔径值，
选择“系统”中的“通常（General）”菜单项，出现“通常数据（General Data）”
对话框，单击“孔径值（Aper Value）”一格，输入一个值：25。注意孔径类
型缺省时为“入瞳直径（Entrance Pupil Diameter）”，也可选择其他类型的
孔径设置。除此之外，还要加入一些重要的表面数据。ZEMAX 模型光学
系统使用一系列的表面，每一个面有一个曲率半径，厚度（到下一个面
的轴上距离），和玻璃。一些表面也可有其他的数据，我们以后将会讨论
到。注意在 LDE 中显示的有三个面。物平面，在左边以 OBJ 表示；光阑
面，以 STO 表示；还有像平面，以 IMA 表示。对于我们的单透镜来说，
我们共需要四个面：物平面，前镜面（同时也是光阑面），后镜面，和像
平面。要插入第四个面，只需移动光标到像平面（最后一个面）的“无穷
（Infinity）”之上，按 INSERT 键。这将会在那一行插入一个新的面，并将
像平面往下移。新的面被标为第 2 面。注意物体所在面为第 0 面，然后
22才是第 1（标上 STO 是因为它是光阑面），第 2 和第 3 面（标作 IMA）。
现在我们将要输入所要使用的玻璃。移动光标到第一面的“玻璃
（Glass）”列，即在左边被标作 STO 的面。输入“BK7”并敲回车键。ZEMAX
有一个非常广泛的玻璃目录可用。所有我们需要做的仅仅是决定使用
“BK7”，ZEMAX 会去查找我们所定的玻璃并计算每一个波长的系数。
由于我们需要的孔径是 25mm，合理的镜片厚度是 4mm。移动光标到
第 1 面（我们刚才输入了 BK7 的地方）的厚度列并输入“4”。注意缺省的
单位是毫米。其他的单位（分米，英寸，和米）也可以。
现在，我们需要为镜片输入每一面的曲率半径值。让我们设想一下，
前面和后面的半径分别是 100 和-100，在第 1（STO）和 2 面中分别输入
这些值。符号约定为：如果曲率中心在镜片的右边为正，在左边为负。
这些符号（+100，-100）会产生一个等凸的镜片。我们还需要在镜片焦点
处设置像平面的位置，所以要输入一个 100 的值，作为第 2 面的厚度。
我们怎样才能知道这个镜片是否好呢？也许在镜片设计中，最有用
的判断工具是光线特性曲线图。要产生一幅光线特性曲线图，先选择“分
析（Analysis）”菜单，然后选择“图（Fan）”菜单，再选择“光线像差（Ray
Aberration）”。你将会看到光线特性曲线图在一个小窗口显示出来（如果
看到任何出错信息，退回并确认是否所有你所输入的数据与所描述的是
一致的）。光线特性曲线图如图 E1-1 所示。
23图 E1-1
图形以光瞳坐标的函数形式表示了横向的光线像差（指的是以主光
线为基准）。左边的图形中以“EY”代替 εY。这是 Y 方向的像差，有时也叫
做子午的，或 YZ 面的。右图以“EX”代替 εX，有时也叫做弧矢的，或 XZ
面的。此光学特性曲线表示出了一个明显的设计错误，光线特性曲线通
过原点的倾斜表示有离焦现象存在。
为了纠正离焦，我们用在镜片的后面的 Solve 来进行。SOLVES（参
考“SOLVES”这一章）动态地调整特定的镜片数据。为了将像平面设置在
近轴焦点上，在第 2 面的厚度上双击，弹出 SOLVE 对话框，它只简单地
显示“固定（Fixed）”。在下拉框上单击，将 SOLVE 类型改变为“边缘光高