ZEMAX实训指导书.docx

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ZEMAX实训指导书

目  录

ZEMAX简介

1、什么是ZEMAX？

2、ZEMAX能做什么？

不能做什么？

3、如何安装使用ZEMAX？

4、其他光学设计软件简介

上篇  操作说明

一、ZEMAX中RayTracing的3种方式

1、PurelySequential：

用于传统的透镜成像系统设计；

2、Hybridsequential/non-sequential（akaNSCwithports）

3、PurelyNon-sequential（akaNSCwithoutport）

二、ZEMAX用户界面

1、ZEMAXEditors界面

2、GraphicandText 界面

3、Textwindows

4、Dialogboxes

三、数据输出

四、LensData

1、Lensdata的组成

2、Surfacedata

3、Thesystemaperture

4、Fieldpoints

5、Wavelengths

6、Variableparameters

7、Meritfunctions

8、Tolerancing

9、结果报告

10、其他

11、快速建立一个Singlet练习

五、solves

1、什么是 solves？

2、MarginalrayangleorF/#

3、Curvaturesolves

4、Thicknesssolves

5、Glasssolves

6、Semi-Diametersolves

7、其它solves

8、Solve使用建议

9、练习

六、Analysis

1、像质评价与分析

2、像质评价指标

3、Layout

4、Fan

5、SpotDiagrams

6、FFTMTF

7、HuygensMTF

8、GeometricMTF

9、PSF

10、Wavefront

11、Surface

12、RMS

13、Encircledenergy

14、Illumination

15、ImageAnalysis

16、Miscellaneous

17、Aberrationcoefficients

18、Calculations

19、Polarization

七、Optimization

1、Optimization概述

2、DampedLeastSquares（DLS）

3、Constraints

4、DefaultMeritfunctions

5、Operands

6、Optimization使用建议

7、PickUp练习

8、双胶合镜头（Doublet）设计练习

八、Tolerancing

1、Tolerancing概述

2、误差来源

3、ErrorBudget

4、公差范围

5、Basicprocedure

6、三种计算和分析方法

7、操作

8、公差分析练习

九COORDINATEBREAKS

1、什么是COORDINATEBREAKS

2、Decenter

3、Tilts

4、TiltsandDecenters

十、Multi-Configuration

1、Introduction

2、Multi-configurations的建立

3、Multi-ConfigurationEditor

4、Multi-configurations的优化

5、multiple-configurationmeritfunctions

6、Note

7、练习

十一、Non-Sequential

1、Introduction

2、Non-sequentialcomponents（NSC）

3、ParaxialraytracingwithNSC

4、NSCraytracing 的2种方法

5、NSCraytracingwithports的步骤

6、NSCraytracingwithoutports的步骤

7、Sources

8、SourceType

9、Detectors

10、NSCObjects

11、NSCRayTrace

12、DetectorViewer

13、ShowDataType

14、例1：

BeamSplitter

15、例2：

StrayLight分析

十二、GLASSCATALOGS

1、Introduction

2、Specifyingglasscatalogstouse

3、Descriptionofcatalogdata

4、glassdispersionformulas

5、DefiningTransmissionData

6、自建玻璃库的方法

7、直接输入色散系数的方法

8、加入TransmissionData

十三、TestPlateFitting

1、样板比对

2、设置

3、比对结果

4、自建样板库

5、样板测试、公差分析实例

下篇  操作练习

例子1：

单透镜 （Singlet）

1-1  单透镜

1-2  设罝系统孔径

1-3 设罝视场角

1-4  设罝波长

1-5  键入透镜资料

1-6  设罝透镜参数

1-7  评估系统性能

1-8  使用解

1-9  设罝优化

1-10  建立绩效函数

1-11  增加限制条件

1-12  运行优化

1-13  光线扇形图

1-14  二维设计图

1-15  弥散斑

1-16  光程差扇形图

1-17  进一步分析

例子2：

座标变换 （CoordinateBreaks）

2-1  座标变换

2-2  顺序旗标

2-3  座标变换的应用

2-4  工具－转折面镜

2-5  例子－转折面镜

2-6  新增转折面镜

2-7  修正透镜资料编辑器

2-8  删除转折面镜

2-9  倾斜与离轴

2-10  工具－倾斜与离轴

2-11  例子－倾斜与离轴

2-12  处理倾斜与离轴

2-13  设罝倾斜与离轴

例子3：

牛顿式望远镜 （NewtonianTelescope）

3-1  牛顿式望远镜

3-2  孔径、单位、视场角及波长

3-3  键入透镜资料

3-4  评估系统性能

3-5  定义抛物面

3-6  抛物型反射罩

3-7  点扩散函数

3-8  挡板

3-9  增加转折面镜

3-10  座标变换

3-11  设罝挡板

3-12  挡板效果

例子4：

消色差单透镜 （AchromaticSinglet）

4-1  消色差单透镜

4-2  标准单透镜

4-3  新增衍射表面

4-4  设罝衍射参数

4-5  评估系统性能

4-6  相位属性分析

例子5：

变焦透镜 （ZoomLens）

5-1  变焦透镜

5-2  设罝系统参数

5-3  初始透镜参数

5-4  设罝视场角

5-5  设罝波长

5-6  定义多组态透镜

5-7  键入多组态参数

5-8  设罝多组态变数

5-9  建立多组态绩效函数

5-10  增加限制条件

5-11  设罝透镜尺寸

5-12  运行优化

5-13  评估系统性能

例子6：

公差 （Tolerancing）

6-1  概论

6-2  公差

6-3  误差来源

6-4  设罝公差

6-5  公差操作数

6-6  双透镜的公差分析

6-7  制造与组装公差

6-8  误差描述

6-9  灵敏度分析

6-10  初步公差分析

6-11  公差分析结果

6-12  统计分析

6-13  反灵敏度分析

6-14  个别分析视场角/组态

6-15  限制公差范围

6-16  设罝限制条件

6-17  修正公差范围

6-18  蒙地卡罗分析

6-19  蒙地卡罗统计

6-20  进一步分析

例子7：

混合式非序列 （NSCwithPorts）

7-1  混合式非序列

7-2  例子－混合式非序列

7-3  出口埠

7-4  非序列组件

7-5 对象属性

7-6  非序列性透镜对象

7-7  复制对象

7-8  定义多焦透镜

7-9  表面折射

7-10  空气透镜

7-11  调整焦距参数

7-12  多焦透镜

7-13  运行优化

7-14  带状优化

7-15  目标局部

7-16  光线目标

7-17  系统性能

7-18  运行影像分析性能之优化

7-19  设罝变数

7-20  最终设计

ZEMAX简介

1、什么是ZEMAX？

ZEMAX是美国FocusSoftwareInc.所发展出的光学设计软件，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是一套可以运算Seqential及Non-Seqential的软件。

ZEMAX是一套综合性的光学设计仿真软件，它将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表整合在一起。

ZEMAX不只是透镜设计软件而已，更是全功能的光学设计分析软件，具有直观、功能强大、灵活、快速、容易使用等优点，与其它软件不同的是ZEMAX的CAD转文件程序都是双向的，如IGES、STEP、SAT等格式都可转入及转出。

而且ZEMAX可仿真Sequential和Non-Sequential的成像系统和非成像系统。

ZEMAX光学设计程序是一个完整的光学设计软件，是将实际光学系统的设计概念，优化，分析，公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真软件。

包括光学设计需要的所有功能，可以在实践中对所有光学系统进行设计，优化，分析，并具有容差能力，所有这些强大的功能都直观的呈现于用户界面中。

ZEMAX功能强大，速度快，灵活方便，是一个很好的综合性程序。

ZEMAX目前已经是被光电子领域熟知的光学设计的首选软件。

该软件拥有两大特点，就是可以实现序列和非序列分析。

在全球范围内，这款软件已经被广大的应用在设计显示系统，照明，成像的使用系统，激光系统以及漫射光的设计应用方面。

ZEMAX有三种不同的版本：

ZEMAX-SE（标准版）；ZEMAX-XE（扩展版）；ZEMAX-EE（工程版）。

XE版本是SE版本的扩展；也就是说XE除具有SE的所有功能外，还有一些其他的功能。

同样，EE版本是XE版本的扩展。

2、ZEMAX能做什么？

不能做什么？

ZEMAX能做什么？

ZEMAX能够在光学系统设计中实现建模、分析和其他的辅助功能。

ZEMAX的界面简单易用，只需稍加练习，就能够实现互动设计。

ZEMAX中有很多功能能够通过选择对话框和下拉菜单来实现。

同时，也提供快捷键以便快速使用菜单命令。

ZEMAX不能做什么？

ZEMAX程序和ZEMAX 说明文件不会教您如何设计镜头和光学系统，虽然程序会在光学设计和分析中起到很多的帮助，但设计者仍然是您。

ZEMAX说明文件也不是光学设计、术语和方法论的教材，ZEMAX的使用者可以得到关于使用这一程序的技术支持，但并不包括对基本的光学设计原理的指导。

3、如何安装使用ZEMAX？

系统要求 

ZEMAX需要系统有200兆（或者更多）硬盘空间，一个CD-ROM驱动器，显示器分辨率至少要达到1024×768，为获得技术支持和程序升级，还需有互联网和电子邮箱。

  ZEMAX需要的内存取决于所设计的光学系统复杂程度以及所分析的类。

对于传统的程序系统，64兆RAM就足够了，这也是对内存的最低要。

如果要设计更复杂的物体、或者广义物理光学、散射