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《ZEMAX葵花宝典》.pdf

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：5.85M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    目 录 第一篇 ZEMAX 入门教学 例子 1 单透镜 (Singlet)………………………………………………..3 例子 2 座标变换 (Coordinate Breaks)……………………………..21 例子 3 牛顿式望远镜 (Newtonian Telescope)…………………….31 例子 4 消色差单透镜 (Achromatic Singlet)……………………….45 例子 5 变焦透镜 (Zoom Lens)……………………………………….53 例子 6 公差 (Tolerancing)……………………………………………67 例子 7 混合式非序列 (NSC with Ports)…………………………….85 例子 8 物理光学传播 (Physical Optics Propagation)…………..107 1
    第二篇 ZEMAX 问题集 第一章 系统参数 (System).........................……………………115 第二章 表面型态 (Surface types)………………………………137 第三章 对象型态 (NSC Objects).....................………………..169 第四章 分析 (Analysis)...………………………………………..185 第五章 优化 (Optimization)……......………………….……......221 第六章 公差 (Tolerancing).………......…………......................245 第七章 工具 (Tools).................................................................249 第八章 多重组态 (Muti-Configurations).................................255 第九章 解 (Solves)...................................................................261 第十章 物理光学 (POP)............................................................263 第十一章 宏 (Macro)....................................................................273 第十二章 安装 (Installation)........................................................275 第十三章 文件格式 (File Format)................................................277 第十四章 错误文件 (Error Message)...........................................283 2
    例子1 单透镜 (Singlet) 1-1 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。 1-2 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 3
    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。 4
    1-3 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。 5
    1-4 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 。 6
    1-5 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 Lens 的位置。在这例子里，这表面的位置也决 定了光阑(Stop)的位置  The back surface of the lens(2)：光线从 Lens 出来并进入空气中的位置。  The image surface(IMA)：光线追迹最后停止的位置，不可以在 IMA 这个之后设罝任何的 表面。这个位置上并非存真实的表面，而是一个哑的表面。 7
    默认的 LDE 视窗中只有 3 表面（3 列），为了符合此例子需要增加一个表面。将游标移到「IMA」 并按下按键盘上的 Insert 键，即可产生「2」这个面。 面，「STO」是第 1 面，「2」是第 2 面、「IMA」是第 3 面。 「OBJ」是第 0 1-6 设罝透镜参数 首先设罝 Lens 的材料为「BK7」，将游标移到第 1 面的 Glass 栏，键入 BK7 并按 Enter。 而此时 ZEMAX 便会去查寻数据库里 BK7 的光学属性，来决定其各个波长下之折射率。 Lens 的厚度由第 1 面的 Thickness 栏来设罝，这个栏是指表面的中心点沿着光轴到下一个 表面的距离。孔径 25mm 厚度 4mm 的 Lens 是合理的，直接在「Thickness」栏内键入数值即可。 接下来键入 Lens 的曲率半径，本例子使用一个左右曲率对称的 Lens，先将第 1 面的曲率 半径设罝为 100 mm，第 2 面的曲率半径设罝为-100 mm。在第 1 面及第 2 面的「Radius」栏键 入数据，正值表示曲率中心点在表面的右边，负值表示曲率中心点在表面的左边。 「IMA」的位置就是设在 Lens 的焦距上，所以距离 Lens 大约 100 mm 左右，直接在第 2 面「2」的「Thickness」栏键入 100，即表示在 Lens 后面 100 mm 的位置就是下一表面的位置， 也就是「IMA」面的位置。 LDE 的设罝如下所示： 8
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