ZEMAX入门教学.doc

课程设计安排 本课程设计着眼于应用光学的基本理论知识、光学设计基本理论和方法，侧重于典型系统具体设计的思路和过程，加强学生对光学设计的切身领会和理解，将理论与实际融合、统一，以提高学生综合分析及解决问题能力的培养。 结合ZEMAX光学软件课程、工程光学课程设计和课件《光学设计软件应用课件》中的内容熟悉zemax软件和光学设计内容：特别要掌握zemax软件中以下菜单的内容： 1 输入透镜参数对话框：lens data editor, 2 system菜单下的输入光学系统数据： general, field wavelength 3. 光学性能分析(Analysis)中Lay out，Fan，RMS，MTF Seidel 像差系数各菜单 4 Merit Function Editor：优化函数构建和作用 在学习过以上内容的基础上，在ZEMAX软件上设计以下镜头设计(通过设计镜头熟悉zemax和光学设计理论知识,设计时需要不断去重新学习课本和课件知识，切记软件只是帮助你设计镜头，而不是代替你设计镜头）： ZEMAX入门教学 例子1 单透镜 (Singlet)…………………………………………..3 例子2 座标变换(Coordinate Breaks)…………………………..18例子3 牛顿式望远镜(Newtonian Telescope)…………………….26 例子4消色差单透镜(Achromatic Singlet)……………………….40 例子5变焦透镜(Zoom Lens)……………………………………47 单透镜 这个例子是学习如何在ZEMAX里键入资料，包括设罝系统孔径(System Aperture)、透镜单位(Lens Units)、以及波长范围(Wavelength Range)，并且进行优化。你也将使用到光线扇形图(Ray Fan Plots)、弥散斑(Spot Diagrams)以及其它的分析工具来评估系统性能。 这例子是一个焦距100 mm、F/4的单透镜镜头，材料为BK7，并且使用轴上(On-Axis)的可见光进行分析。首先在运行系统中开启ZEMAX，默认的编辑视窗为透镜资料编辑器(Lens Data Editor, LDE)，在LDE可键入大多数的透镜参数，这些设罝的参数包括： 表面类型(Surf：Type)如标准球面、非球面、衍射光栅…等 曲率半径(Radius of Curvature) 表面厚度(Thickness)：与下一个表面之间的距离 材料类型(Glass)如玻璃、空气、塑胶…等：与下一个表面之间的材料 表面半高(Semi-Diameter)：决定透镜表面的尺寸大小 上面几项是较常使用的参数，而在LDE后面的参数将搭配特殊的表面类型有不同的参数涵义。 设罝系统孔径 首先设罝系统孔径以及透镜单位，这两者的设罝皆在按钮列中的「GEN」按钮里（System-General）。点击「GEN」或透过菜单的System-General来开启General的对话框。S 点击孔径标签(Aperture Tab)（默认即为孔径页）。因为我们要建立一个焦距100 mm、F/4的单透镜。所以需要直径为25 mm的入瞳(Entrance Pupil)，因此设罝： Aperture Type：Entrance Pupil Diameter Aperture Value：25 mm 点击单位标签(Units Tab)，并确认透镜单位为Millimeters。单击「确认」来离开对话框。 设罝视场角 点击按钮列中的「Fie」或透过菜单的System-Filed来开启场对话框，如下图所示。 ZEMAX默认的视场角是即为近轴视场角，其中「Weight」这个选项可以用来设罝各视场角之权值，并可运用于优化。 设罝波长 可点击按钮列中的「Wav」来设罝波长，如下图所示： 在波长编辑视窗里我们可以设罝不同的波长与其Weight，ZEMAX也有内建一些常使用波长，可透过「Select-」这个选项来选择。在此例子可以透过挑选「F, d, C (Visible)」 这个选项来设罝波长0.486、0.587、0.656　(Microns)，单击「OK」即可 。 键入透镜资料 现在我们要键入Lens的参数。在ZEMAX是透过设罝依序排列的表面来建立出光学系统。在此建立单透镜这个例子需要建立4个表面。 The object surface（OBJ）：设罝光线的起始点 The front surface of the lens(STO)：光线进入