Zemax激光光学设计实例应用——自学案例汇编.docx

Zemax激光光学设计实例应用——自学实践案例汇编

作者：刘良清

目录

目录 1

前言 2

001:单镜片习作(Singlet) 2

002:双镜片(消色差透镜) 13

003:牛顿望远镜 18

004:Zemax透镜工程制图 21

005:施密特-卡塞格林望远镜和非球面校正 24

006:多重结构配置的激光扩束器 36

007:折叠镜(FoldMirrors)和坐标中断(CoordinateBreaks) 41

008:消色差单透镜及附加数据编辑器的应用 45

009:变焦透镜的设计 50

010:光纤耦合输出光束整形的设计(圆光斑) 59

011:光纤耦合输出光束整形的设计(条形光斑) 64

012:(未完待续) 73

Zemax激光光学设计实例应用——自学实践案例汇编

前言

这份材料是作者自学Zemax光学设计及在实践中应用的案例汇编，提供初学者使用软件作光学系统设计练习，整个过程需要Zemax光学系统设计软件。使用的软件版本为比较常见的2005或2009。因两个版本在某些菜单列表和窗口形式上的些许差异，读者需自行对比测试。最开始的一些例子是基于目前比较常见的教材和习作而进行的细化论述，以丰富本文内容同时对初学者入门更有帮助。作者才疏学浅，不保证该文本的科学性和有效性，其主要作用在于帮助自己对知识进行积累、回顾和追溯。文中会对各个实例的关键位置进行尽量详细的叙述，以达到尽可能全面地掌握知识的目的。本文基于理论与实践的结合，不仅描述

如何设计一套光学系统，并且讨论在实际生产中如何合理应用这些设计。

001:单镜片习作(Singlet)

第一个当然是以一个简单的例子入手。假设想你要设计一个F/4单镜片在光轴上使用，

其FocalLength为100mm,在波长808nm光谱下，用BK7材料来制作。

启动Zemax软件，首先叫出Zemax的LensDataEditor(LDE),什么是LDE呢?直译就是透镜数据编辑器，它是你要的工作场所，譬如你决定要用何种镜片，几个镜片，镜片的Radius,Thickness,大小，位置…等各种参数。好比一个编程软件，需要先输入一些脚本

文件。

然后设定系统波长，在主选单System下，选择Wavelengths弹出窗口，根据需求键入你要的波长，同时可选用不同的波长等。如图1-1所示，这里在第一列键入0.808,以微米 (microns)为单位，此为常用半导体激光二极管的光谱(这里需要说明一下，笔者是在激光行业混的，所以会有不少实例是与激光相关的)。当然还可以输入其他一些波长，但在这里暂不考虑，只以单色光为例。波长前面的数字序列勾选表示该波长被激活。注意右下角，Primarywavelength主要是用来计算光学系统在近轴光学近似(ParaxialOptics,即First-orderOptics)下的几个主要参数，如FocalLength,Magnification,Pupilsizes等。因为这里只有一

个波长，所以不用修改。

作者：刘良清《Matlab辅助激光光学分析与应用》作者2

Zemax激光光学设计实例应用——自学实践案例汇编

ZEIAX-EE-19052-D:\ProgramFiles\ZEIAX2009\SAIPLES\LENS.ZIX

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Ctrl+F

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Stan

NextConfigurationCtrl+A

LastConfigurationShift+Ctrl+A

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ST0

Stan

0.000

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Stanl

Tavelength

TavelengthData

UseWavelength[micrometers]WeightUse