光学计算机辅助设计

目录
一、建立初始结构 (2)
二、插入多重组态 (2)
三、优化操作数 (3)
四、进行优化 (5)
五、镜头替换 (7)
六、公差分析 (8)
七、零件图 (9)
八、设计感想 (11)
一、建立初始结构
打开ZEMAX,新建一个文件，输入初始数据，设置数值孔径为0.24，波长为1.55nm后的2D图形与斑点图如下：
图1
二、插入多重组态
（一）插入Config1-3三个组态：打开Editor--Multi Configuration Editor--Insert(加两行)--Insert Config（加两列）；
（二）设置厚度：将 7、9、11三个面的厚度分别设为50m、100m、150m；
（三）此时，3D图如下：
图2
三、优化操作数
1.设置约束条件
（一）输入操作数；
（二）用到的操作数：
TTHI:设置厚度
OPLT:厚度、间隙小于多少
REAX:实际光线数据的约束
OPGT:厚度、间隙大于多少
EFLX:两器件组合焦距
EFFL:两器件系统焦距
DIFF:两个操作数相减
ABSO:取绝对值
（三）设置相应的Target与Weight值，双击刷新Value与Contrib（贡献值）如下图：
图3
图4 （四）设置完成后初始图：
图5
四、进行优化
（1）根据上述问题进行修改，优化
MXCA的贡献值过大，我将MXCA –surf1、surf2的值由1-11改为1-10，优化（opt）后贡献值接近0，修改数据优化后：
图6
（2）出现的错误图形
错误原因：6.7面相隔距离太近
图7
（3）由于初始结构图形较差，修改参数（将后3个镜面曲面半径设置成无穷）查看贡献值，修改数据优化后
图8
（4）HAM优化后
图9
五、镜头替换
（1）进行镜头替换前
图10
（2）替换6、7面透镜半径，厚度等数据优化（Ham）后得到的2D图与艾里斑图
图11
六、公差分析
（一）首先，删除提示项。

然后，更改Monte Carlo值为5，得到如图所示Worst offenders值及Standard Deviation值。

图12
（二）最后，修改Tolerance Data Editor 中Max,Min项后的得到的Worst offenders值及Standard Deviation值
图13
七、零件图
（一）6、7面镜头零件图
图14
（二）8、9面镜头零件图
图15 （三）10、11面镜头零件图
图16
（四）总图
图17
八、设计感想
本次设计过程中，需要给出每一步优化的初始模型参数，优化过程，优化后的模型参数及性能指标，画出最后的光学加工图纸。

通过此次试验一方面提高了综合运用所学知识进行设计的动手实践能力。

一方面掌握优化模型参数的原理，熟悉实用光学加工图纸的一般过程。

10。