Zemax软件在光学设计_2010.ppt

Zemax在光学设计中的应用 曾 维 友 E-mail：zengweiyou @ 上课期间将严格考勤，早上8：10，下午14：10 迟到三次及以上或缺勤一次者，成绩为不及格 缺勤二次及以上者，成绩以零分计 上课期间浏览网页等无关内容三次及以上者，成绩为不及格 损坏物品者成绩为不及格 课程设计报告在课设结束后的规定时间内提交，过期则不接收所交报告，成绩相应地记为零分 主要内容简介： 光学设计软件简介 完整光学设计结果应有的数据内容 光学系统建立示例 基本像差分析及像质评价 望远物镜的设计 目镜设计 坐标断点、棱镜设计 温度分析、多重结构、无热设计 红外系统的设计 样板测试、公差分析 主要参考书目： 《现代光学设计方法》袁旭沧，科学出版社 《光学设计》袁旭沧，科学出版社 《实用光学技术手册》王之江，机械工业出版社 《ZEMAX中文使用手册》光研科学有限公司 一. 光学设计软件简介 成像光学设计：Code V、OSLO、Zemax、 SIGMA、 LensView、SOD88、CIOES(长光) 照明光学设计：ASAP、TracePro、LightTool、ProSource、ODIS(浙大) 光学薄膜设计：TFCalc 激光腔体设计：LASCAD 光电器件设计：OPTISYS_DESIGN 、 BPM_CAD 、OPTIAMP_DESIGN 、FIBER_CAD 、HS_DESIGN 、FDTD_CAD 、WDM_Phasar 、 IFO_GRATINGS Code V 美国Optical Research Associates推出的大型光学设计软件 适用于各种序列及非序列光学系统，广泛用于照相系统、光谱仪器、空间光学系统、激光扫描系统、全息平显系统、红外成像系统、紫外光刻系统等等 Code V为用户提供了各种可能用到的像质分析手段，能够分析优化各种非对称非常规复 杂光学系统 Code V自带的专利库包含了多种镜头，可供用户在初始设计时选择 可以与多种机械CAD软件交换数据，可以输出多种标准加工图纸 有外部程序接口，用户可以用它根据需要对 软件进行扩充和修改 成像领域中功能最强大，价格最高 OSLO 用于照相机、通讯系统、军事\空间应用、科学仪器中的光学系统设计，在确定光学系统中光学元件的最佳大小及外形时具有突出优势 适用于序列及非序列系统 优点是以设计者为导向的设计风格，用户界面直观；功能强大精度高 灵活性强，其提供的CCL语言相对于其它光学软件更灵活 ZEMAX Zemax是美国zemax公司设计的专用光学设计软件包 可实现序列和非序列分析 用于光学组件设计及照明系统的照度分析，也可建立反射、折射、绕射等光学模型 分析：提供多功能的分析图形，对话窗式的参数选择，方便分析，且可将分析图形存成图文件，例如：*.BMP, *.JPG等，也可存成文字文件*.txt 优化：表栏式merit function参数输入，对话窗式预设merit function参数，方便使用者定义，且多种优化方式供使用者使用 公差分析：表栏式Tolerance参数输入和对话窗式预设Tolerance参数，方便使用者定义 报表输出：多种图形报表输出，可将结果存成图文件及文字文件 功能不及Code V、OSLO，但其简单易学，价格便宜，在国内用得比较广泛 SOD88 北理工研究的光学设计软件，适用于共轴光学系统，系统可以是折、反或折反系统，系统中的面型可以是球面也可为非球面 主要功能：几何像差计算和图形输出；像差自动校正；公差计算；变焦系统设计等 总体上来说其功能和迭代收敛速度不及前述几种软件，但其价格便宜，还是值得推广 LensView 光学设计数据库，囊括超过18,000个在美国和日本专利局申请有案的多样化的光学设计实例 能显示每一实例的空间位置，拥有设计者完整的信息、摘要等多种功能 能产生各式各样的像差图，做透镜的快速诊断，绘出这个设计的剖面图 用该软件为设计者寻找恰当的初始结构，便于快速的设计出符合技术指标的系统 二. 完整光学设计结果应有的数据内容 光学系统结构图 主要参数：焦距、相对孔径、视场、倍率、物距、像距等 光学系统结构参数 成像质量：初级像差、轴上点像差、轴外点像差 像差曲线：球差曲线、点图、传函图等等 三. 光学系统建立举例 3.1 设计要求 拟设计光学系统具有： 设计要求给出了系统焦距(50mm)，视场角，相对孔径，无其它特殊要求 初始结构确定：(1)用单透镜结构，并设光阑面与透镜第一面重合，因此系统需要四个面(物面、透镜前后面、像面)。(2)设透镜为双凸透镜，且两个曲率半径大小相等，则曲率半径可由： 算出。代入设计要求，选透镜材料为BK7(