光学设计软件zemax简介.ppt

光学设计软件ZEMAX简介
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什么是ZEMAX？
设计工具，助手
ZEMAX是一个用来模拟、分析和辅助设计光学系统的程序。
同类型的光学设计软件还有Code V，Tracepro，Oslo等。界约束条件
优化玻璃
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第一步：系统General data设置
选择“Gen”按钮，在aperture type中选择Entrance pupil diameter，Aperture value为50。
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第二步：视场和波长的设置
点“Fie” 和“Wav”按钮，
视场角为0，7，10三个，
波长直接选择可见光。
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第三步：建立surface data
建立6个面，包括Obj, Stop,3 lens和image surface。
输入玻璃牌号，前面为BK7,后面为火石F2。
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第四步：为F/#添加Solve
在光学面4的curvature上，增加solve：
将surface 4的radius栏上点右键，
选择F/#的solve type，输入其值为8 ，
ZEMAX会自动调整这个面的曲率半径的值。
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第五步：建立优化函数
打开Editor>>Merit function，
打开Default merit function对话框，选择RMS spot radius作为优化数据，加入边界约束条件。
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第六步：设置变量并优化
将2个曲率半径和4个厚度都设置为变量，
优化计算。
结果的2D layout和ray fan如下：
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第七步：分析
哪些像差已经校正了？哪些没有校正？哪个是主要的像差？光栏的位置如何？
本设计中：
(1)不需要专门指定色差的目标值
(2)缺省优化函数对轴上色差有比较好的校正
(3)将光栏向离开透镜的方向移动，会引入横向色差
(4)边界条件基本满足
(5)可以将stop向透镜的方向移动，以减小横向色差。
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优化（Optimization）
Optimization是Zemax最重要的功能之一
Optimization是通过改变光学系统中的结构参数的值来提高系统的成像质量的。
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Zemax提供了默认的评价函数
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Zemax提供了200多种操作数（用4个大写字母缩写组成），如EFFL，可以控制包括系统参数、像差、MTF、圆内能量集中度、光线约束、边界条件约束、玻璃材料的范围等。
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Optimization使用建议
在设计初期优化时不需要追迹所有视场和波长的光线，这样可以节省时间。
使用视场点平衡
使用solve
尽可能用默认优化函数
要搞清楚哪些量在变
用比较好的初始结构
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使用视场点平衡
选择适当的视场点数目，使视场划分为等面积的圆环。
对比较小的视场，就用0，1两个视场
对中等视场（小于20度），就用0，
对大的视场，就用0，，
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使用solve
尽量用solve的功能
如：
在曲率半径上用MRA或F/#控制F/#或EFL
在厚度上用MRH控制焦点的位置
用Pick up 使不同面的对应量之间保持联系
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标题栏及快捷键
文件：用于镜头文件的打开、关闭等。
编辑：用于调用其它的编辑窗口。
系统：用于确定整个光学系统的属性。
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分析：此功能不是用于改变镜头数据，而是根 据这些数据进行数字计算和图像显示分析。
工具：用来改变镜头数据，可以从总体上对系统进行计算。包括优化、公差、样板匹配等。
报告：提供镜头设计的相关文档。
宏：用于编辑运行ZPL宏。
扩展功能：提供Zemax提供的扩展功能。
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文件菜单
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使用session文件
选中此项，则存储每个窗口的设置和它们在屏幕上的大小位置等所有信息。
，。
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两种光线追迹模式
Sequential or Mixed Sequential/Non-Sequential Mode
序列和混合序列与非序列模式（共轴模式）
Non-Sequential Mode
非序列模式（非共轴模式）
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共轴模式（常用）
以光学面来建构模型。
计算时考虑光学面之顺