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丰富的资料库,有现成的镜头和玻璃、样板数据,可供用户选择;
大部分窗口都提供在线帮助,方便随时获取相关功能的在线解释和帮助;
系统要求,WIN98,NT,2000,XP200Mb以上的硬盘空间最小的分辨率为:
1024*768一个并行口或者USB接口用来接KEY64Mb以上内存;
如果进行对象非常复杂、物理光学或散射和照明分析时,最低要求是256MB,最好是512Mb,WhatisZEMAX,ZEMAX是一个光学设计软件,它使用sequential和non-sequential的方法模拟refractive,reflective和diffractive光线追迹。
ZEMAX用“surface”为sequentialraytracing建模;
用“component”或solidobjectmodel为non-sequentialraytracing建模。
Purely(纯)sequential:
传统的镜头设计,和大多数成像系统;
Hybridsequential/non-sequential(akaNSCwithports)同时有sequential组件和non-sequential组件(如prism,pipe)的系统;
用“ports”为光线进入和离开NSgroup的出入口;
Purelynon-sequential(akaNSCwithoutports)用于illumination,scattering,straylightanalysis;
不用“ports”。
RayTracing的3种方式(I),
(1)PurelySequential:
用于传统的透镜成像系统设计;
以光学面(surface)为对象来构建光学系统模型;
光线从物面开始(常为surface0)按光学面的顺序计算(surface0,1,2),对每个光学面只计算一次;
每个面都有物空间和像空间;
需要计算的光线少,计算速度快;
可进行analysis,Optimization及Tolerancing;
Sequentialsystem例子,RayTracing的3种方式(II),
(2)Hybridsequential/non-sequential(akaNSCwithports)所有object都是3Dshell壳orsolids固体;
每个object都在一个空间坐标系中定义了其特性;
光线从inputport进入non-sequentialgroup;
从exitport离开NSgroup;
光线在NSC中一直追迹,直到它遇到下列情况才终止:
NothingExitport能量低于定义的阈值。
忽略NSgroup内的光源和探测器;
进入NSgroup的光线的特性,由序列性的系统数据,如视场位置和瞳的大小等决定。
NSCwithportssystem例子,RayTracing的3种方式(III),(3)PurelyNon-sequential(akaNSCwithoutport)所有object都是3Dshellorsolids;
需要定义光源的发光特性和位置,定义detector收集光线;
光线一直追迹,直到它遇到下列情况才终止:
Nothing,能量低于定义的阈值。
计算时光学元件的相对位置由空间坐标确定;
对同一元件,可同时进行穿透、反射、吸收及散射的特性计算;
无法作优化及公差分析;
这种情况下,可以对光线进行分光,散射,衍射,反射,折射。
NSCwithoutportssystem例子,ZEMAX用户界面,ZEMAX用户界面类型,ZEMAX有4种主要类型的用户界面:
Editors:
定义和编辑光学面和其他数据;
Graphicwindows:
显示图形数据;
Textwindows:
显示文本数据;
Dialogboxes:
编辑和回顾其他窗口或系统的数据,或者报告错误信息等。
ZEMAXEditors界面,有很多种:
Lensdataeditor:
基本的lensdata,包括surfacetype,radius,thickness,glass,etc.Meritfunctioneditor:
优化时,定义和编辑meritfunction;
Multi-Configurationeditor:
为变焦镜头和其它多重结构系统定义多重结构参数;
ToleranceDataeditor:
定义和编辑公差数据;
ExtraDataeditor:
需要很多参数的surfacedata的扩展;
Non-sequentialcomponenteditor:
定义和编辑NSCsources,objects,detectors。
ZEMAXEditors,GraphicandText界面,有些功能(如layout)只支持图形,有些只支持文本(如Seidel像差系数),有的都支持(如fanplot);
如果二者都支持,一般先给出图形输出,如果需要显示text的内容,需要点一下菜单栏中的“Text”;
GraphicandTextwindows例子,大部分图形窗口都提供文本信息。
GraphicandTextwindows例子,点Text菜单栏,可以看到图形窗口中的文本信息。
Graphicswindows菜单功能,Update:
更新窗口中的数据;
Setting:
设置窗口的属性;
Print:
打印窗口的内容;
Windows:
Annotate:
往图形上加lines,boxes,text;
Copyclipboard:
将内容拷贝到剪切板中;
Export:
将内容转换为WMF,EMF,JPG,BMP文件保存;
Lock:
锁定窗口;
Clone:
Clone窗口;
Aspectratio:
设置窗口的长宽比;
Activecursor:
对图形窗口显示鼠标所指位置的数据;
Configuration:
选择要显示哪个结构的数据;
Overlay:
不同图形重叠显示;
Textwindows菜单功能,Text:
产生图形所对应的文本数据;
Zoom:
对图形放大和缩小控制Update:
Windows:
Save:
保存ASCIITXT文件;
Dialogboxes,ZEMAX的大部分图形和文本窗口都包含有设置对话框。
数据输出,输出到到剪贴板,可以再到其它windows应用程序,如Excel等;
输出到CAD程序:
支持DXF,IGES,STEP,SAT格式。
DXF:
因为不是标准格式,对其支持比较差一些;
只有在wireframe的设定中才支持。
IGES,STEP,SAT:
真正的标准;
可以输出3Dsolids;
可以输出为lines;
在Tool菜单栏中。
Sessionfile的概念,Sessionfile:
在保存文件时,如果选择Sessionfile,则它包括lensfile,所有图形和文本窗口,editors,它们在屏幕上的大小和位置,及每个窗口的设置。
此时,除了一个ZMX文件以外,还有一个SES文件。
LensData,Lensdata的组成,Sequentiallensdata-Surfacedata:
面的序号;
每个面的相关结构数据;
光学系统的孔径;
波长;
视场。
进行优化时,还需要:
变量;
优化函数。
ForNSCwithoutportsystem,还需要:
所有object的结构参数和位置参数;
所有source和detector的特性参数和位置参数;
波长。
Surfacedata的组成,Theradiusofcurvature:
面的曲率半径,根据符号规则确定符号;
Thethicknessofthesurface:
到下个面的相对距离,满足符号规则(用local坐标系);
Theglasstypeofthesurface:
可以直接输入玻璃的名称,也可以输入折射率和色散系数(如果是空气,则为空格);
Thesemi-diameterofthesurface(optional):
面的孔径;
Otherdata(parameterorextradata):
描述面形的参数。
Surfacedata的符号规则,镜头数据(LensData):
曲率半径、厚度、材质和其他参数。
各量符号规定:
Thickness:
从左到右距离为正,否则为负。
SurfaceType,
(1)提供了近60种的光学曲面面形。
主要类型有:
平面、球面、标准二次曲面、非球面、光锥面、轮胎面、折射率渐变面、二元光学面、光栅(固定周期和变周期)、全息衍射元件、Fresnel透镜、波带片等。
(2)还提供了UserDefinedSurface。
用户只需要按照它的语法规定,用C+语言编写DLL文件与ZEMAX相连接就可以建立自己需要的面形。
Thesystemaperture,它是很重要的一个参数,决定入瞳的大小,它决定光学系统在物空间收集多少光线。
Systemaperturetypes,EntrancePupilDiameter(EPD):
直接指定入瞳的大小;
ImageSpaceF/#:
无限共轭像空间近轴F数(f/D,只用于物距无穷远);
ObjectSpaceNumericalAperture:
物空间边缘光线的数值孔径nsin(物在有限远处,保持N.A.为常数);
FloatbySize:
EPD的大小由光栏的半径决定;
ParaxialworkingF/#:
像空间中定义的共轭近轴1/2ntan,忽略像差;
ObjectConeAngle:
物空间边缘光线的半角,最大可以达到90度(物在有限远)。
Fieldpoints,ZEMAX常常用点光源定义视场或物的大小:
定义了点光源以后,可以建立扩展光源的模型;
对每个系统最多可以定义12个视场点。
ZEMAX支持4种不同视场形式:
Fieldangle:
投影到入瞳上XZ和YZ平面上时,主光线与Z轴的夹角。
大多用在无限共轭系统。
Objectheight:
物面上X,Y高度。
大多用