zemax实例5
zemax光谱仪设计实例
zemax光谱仪设计实例Zemax是一款非常强大的光学设计软件，广泛应用于光学系统的设计和分析。
以下是一个使用Zemax设计光谱仪的实例：1. 首先，打开Zemax软件，创建一个新的光学设计文件。
2. 在Zemax的Optics Tab中，选择Wavefronts > Define Source来定义光源。
根据需要选择光源的类型（如点源、线源等），并设置其位置和大小。
3. 在Geometry Tab中，添加反射镜和面镜。
反射镜用于收集光线，面镜用于改变光线的路径。
使用Zemax的Curvature工具来定义反射镜的形状，使用Plane 工具来定义面镜。
4. 在System Tab中，添加光谱仪。
光谱仪是一个探测器，用于测量光线的波长。
在Zemax中，光谱仪通常用一个探测器模型来表示。
5. 在Optics Tab中，选择Optics > Assemble系统来组装光学系统。
这将使得光线从光源发出，经过反射镜和面镜的反射和折射，最后被光谱仪探测到。
6. 在Results Tab中，选择Simulation > Analyze来分析光学系统。
这将计算光线的传播路径，包括反射、折射、干涉等，并显示在Optics Data Tab中。
7. 在Optics Data Tab中，可以查看光线的波前图、光线图、能流图等，以评估光学系统的性能。
例如，可以查看光线的聚焦情况，以评估反射镜的面形精度。
8. 在Results Tab中，选择Simulation > Propagate来传播光线。
这将模拟光线在整个光学系统的传播过程，并显示在Optics Data Tab中。
9. 在Optics Data Tab中，可以查看光线的传播路径，以评估光学系统的性能。
例如，可以查看光线的聚焦情况，以评估反射镜的面形精度。
10. 根据分析结果，可以调整反射镜和面镜的位置和形状，以优化光学系统的性能。
可以使用Zemax的Optimize工具来自动优化光学系统。
使用ZEMAX设计的典型实例分析
使用ZEMAX于设计、优化、公差和分析武汉光迅科技股份有限公司宋家军（QQ：41258981）转载并修改摘要光学设计软件ZEMAX的功能讨论可藉由使用ZEMAX去设计和分析一个投影系统来讨论，包括使用透镜数组(lenslet arrays) 来建构聚光镜(condenser)。
简介ZEMAX以非序列性(non-sequential) 分析工具来结合序列性(sequential) 描光程序的传统功能，且为一套能够研究所有表面的光学设计和分析的整合性软件包，并具有研究成像和非成像系统中的杂散光(stray light) 和鬼影(ghosting) 的能力，从简单的绘图(Layout)一直到优化（optimization）和公差分析（tolerance analysis）皆可达成。
根据过去的经验，对于光学系统的端对端（end to end）分析往往是需要两种不同的设计和分析工具。
一套序列性描光软件，可用于设计、优化和公差分析，而一套非序列性或未受限制的(unconstrained) 描光软件，可用来分析杂散光、鬼影和一般的非成像系统，包括照明系统。
“序列性描光程序”这个名词是与定义一个光学系统为一连串表面的工具有关。
所有的光线打到光学系统之后，会依序的从一个表面到另一个表面穿过这个系统。
在定义的顺序上，所有的光线一定会相交到所有的表面，否则光路将终止。
光线不会跳过任何中间的表面，且光线只能打在每一个已定义的表面一次。
若实际光线路径交到一个表面上超过一次，如使用在二次描光(double pass) 中的组件，必须在序列性列表中，再定义超过一次的表面参数。
大部份成像光学系统，如照相机镜头、望远镜和显微镜，可在序列性模式中完整定义。
对于这些系统，序列性描光具有许多优点：非常快、非常弹性和非常普遍。
几乎任何形状的光学表面和材质特性皆可建构。
在成像系统中，序列性描光最重要的优点为使用简单且高精确的方法来做优化和分析。
zemax多重结构设计实例
zemax多重结构设计实例
Zemax是一种用于光学设计和仿真的软件工具，它可以用于设计多重结构。
以下是一个关于Zemax多重结构设计的实例：
假设我们要设计一个具有复杂光学要求的摄像头系统。
我们需要一个包含多个透镜元件的光学系统，以实现对焦、变焦和折射等功能。
在Zemax中，我们可以通过多种方法来设计这样的系统。
首先，我们可以使用Zemax的元件库来选择合适的透镜元件，例如球面透镜、非球面透镜等。
然后，我们可以使用Zemax的建模工具来排列这些透镜元件，以构建一个复杂的多重结构光学系统。
在设计过程中，我们可以利用Zemax的分析工具来优化系统的性能，例如使用光线追迹来模拟光线在系统中的传播路径，以及使用波前分析来评估系统的像差和光学质量等指标。
另外，Zemax还提供了丰富的数据输出和可视化工具，可以帮助我们对设计的多重结构进行全面的分析和评估。
我们可以查看光斑图、点扩散函数等图像，以及导出系统的性能数据进行进一步的处理和分析。
总之，Zemax可以帮助我们设计复杂的多重结构光学系统，通过其丰富的建模、分析和可视化工具，我们可以全面地了解系统的性能，并进行优化和改进。
这样的设计实例可以应用于各种领域，如摄像头、望远镜、显微镜等光学系统的设计与优化。
Zemax光学设计
应用光学谭峭峰tanqf@清华大学精密仪器系光电工程研究所Zemax光学设计商用光学软件：Zemax, Oslo, Code V (成像)TracePro, ASAP, LightTools(照明)FRED, Virtual Lab等Zemax是一套综合性的光学设计仿真软件，它将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表整合在一起。
Zemax不只是透镜设计软件而已，更是全功能的光学设计分析软件，具有直观、功能强大、灵活、快速、容易使用等优点。
可仿真Sequential 和Non-Sequential 的成像系统和非成像系统。
Zemax的界面设计得比较容易被使用，稍加练习就能很快地进行交互设计。
大部分Zemax的功能都用选择弹出或下拉式菜单来实现。
抛物面镜1抛物面镜2棱镜中阶梯光栅二维色散像面入射孔高分辨率中阶梯交叉色散光路Zemax不能教你如何去进行镜头或光学系统的设计。
Zemax程序在进行光学系统的设计和分析的时候，可以做许多事情，但是设计者仍然是你。
Zemax不能完全代替工程实践。
在一个设计完成之前，必须对软件所得的计算结果进行检查，以判断结果是否合理。
设计实例一：单透镜设计参数要求：F/#＝4，f′=100mm，可见光，材料：BK7确定单位确定口径确定波长确定视场镜头数据编辑初始界面初步设计，注意符号规则全面反映细光束和宽光束的成像质量。
以光线在理想像面的交点和主光线在理想像面上交点间的距离，可以看出理想像面上像的最大弥散范围。
像面到光线与光轴交点之间的距离，仅用于旋转对称系统。
由于像差很大，传函计算结果不可信。
优化设置变量设置评价函数设计实例二：双胶合透镜设计参数要求：F/#＝4，f′=100mm，可见光，材料：BK7和SF1优化策略建议在设计的初期，优化时不需要追迹所有的视场和波长以节省计算时间。
使用视场点平衡（选择合适的视场点数目，划分为等面积的圆环，小视场：0和1；中视场：0、0.7和1；大视场：0，0.577，0.816和1）。
zemax光学设计案例
zemax光学设计案例
Zemax光学设计案例。
在光学设计领域，Zemax是一个非常优秀的光学设计软件，它能够帮助工程师
们进行光学系统的设计、优化和分析。
下面，我们将介绍一个使用Zemax进行光
学设计的案例，以便更好地了解Zemax软件的应用和优势。
在这个案例中，我们需要设计一个具有特定光学性能的摄像头透镜系统。
首先，我们需要明确设计要求和约束条件，然后利用Zemax软件进行光学系统的建模和
优化。
在建模过程中，我们需要考虑透镜的曲率、厚度、材料等参数，同时还需要考虑系统的光路布局、光学元件的位置和角度等因素。
利用Zemax的光学设计工具，我们可以对透镜系统进行快速而准确的建模和分析。
通过Zemax的光学优化算法，我们可以对系统的光学性能进行优化，以满足
设计要求。
同时，Zemax还提供了丰富的光学分析工具，可以对系统的像差、光学传递函数、热像模拟等进行全面的分析和评估。
在这个案例中，我们利用Zemax软件成功设计出了一个具有优秀光学性能的摄像头透镜系统。
通过对系统的建模、优化和分析，我们实现了对系统光学性能的精确控制和调节，最终达到了设计要求。
这充分展示了Zemax软件在光学设计领域
的强大功能和广泛应用价值。
总的来说，Zemax是一款非常优秀的光学设计软件，它能够帮助工程师们实现
复杂光学系统的设计、优化和分析。
通过这个案例，我们可以更好地了解Zemax
软件的应用和优势，相信在未来的光学设计工作中，Zemax将会发挥越来越重要的作用，为光学工程领域的发展做出更大的贡献。
zemax光学设计例子
在光学设计中，Zemax是一款非常受欢迎的软件，它提供了强大的工具和功能，可以帮助设计师轻松地完成各种光学设计任务。
本文将通过一个具体的例子，向大家展示如何使用Zemax进行光学设计。
一、设计背景我们假设需要设计一款望远镜，需要观察远处的星空。
望远镜的主要性能指标包括放大倍率、像差和亮度。
我们需要通过Zemax软件，找到最佳的光学系统方案，以达到最佳的观察效果。
二、设计步骤1.建立基本光学系统模型：在Zemax中，我们需要建立一个基本的光学系统模型，包括望远镜的主镜和次镜。
可以通过手动输入镜片数据或者使用预设的镜片库来建立模型。
2.调整参数：在Zemax中，我们可以调整各种参数来优化望远镜的性能。
例如，可以通过调整放大倍率和亮度参数来找到最佳的观察效果。
3.检测像差：在调整参数后，我们需要检测望远镜的像差。
Zemax 提供了强大的像差检测功能，可以帮助我们找到镜片上的缺陷和误差。
4.优化镜片：根据检测结果，我们可以对镜片进行优化。
可以通过添加或删除镜片、调整镜片位置和角度等方式来改善望远镜的性能。
5.模拟观察：在完成镜片优化后，我们可以模拟观察望远镜的成像效果。
可以通过调整望远镜的焦距和观察角度来查看不同情况下的成像效果。
6.调整和优化：根据模拟观察结果，我们可以再次调整和优化望远镜的设计。
直到达到满意的观察效果为止。
三、设计结果经过一系列的设计和优化步骤，我们得到了一个满意的光学设计方案。
该方案包括两片反射镜，放大倍率为10倍，像差在可接受范围内，亮度较高。
通过Zemax模拟观察，成像效果清晰、稳定，符合我们的预期。
四、总结通过这个具体的例子，我们展示了如何使用Zemax进行光学设计。
虽然只是一个简单的望远镜设计，但是它涵盖了光学设计的基本步骤和技巧。
在实际应用中，光学设计需要考虑的因素很多，例如环境因素、成本预算、材料选择等。
Zemax提供了丰富的工具和功能，可以帮助设计师轻松应对各种挑战。
ZEMAX单透镜设计例子详细(多图)
ZEMAX单透镜设计例子详细(多图)ZEMAX单透镜设计例子，单透镜是最简单的透镜系统了，这个例子基本是很多ZEMAX教程开头都会讲的。
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xx视窗为透镜资料xx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。
点击「GEN」或透过菜单的System->General来开启General的对话框。
点击孔径标签(Aperture Tab)。
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。
zemax衍射波导案例
Zemax中的衍射波导案例研究
随着光学工程的发展，衍射波导技术已经成为了光通信、光学传感和显示等领域
的关键技术之一。
在Zemax中，可以使用光线追迹和模式分析功能对衍射波导进行模拟和设计。
下面将通过一个简单的案例研究来介绍如何在Zemax中进行衍射波导的设计和分析。
假设我们想要设计一个基于多模干涉（MMI）的衍射波导，用于实现光束的准直和聚焦。
首先，我们需要创建一个MMI波导结构，并在Zemax中定义输入和输出波导面。
然后，我们可以使用Zemax的光线追迹功能来模拟光在波导中的传播过程。
在光线追迹过程中，我们需要设置光源的波长和功率，并观察光在波导中的传播行为。
我们可以通过改变波导的结构参数，例如宽度、厚度和折射率等，来优化
波导的性能。
同时，我们还可以使用Zemax的模式分析功能来研究波导中的模式分布和传播常数等参数。
通过这些模拟和分析，我们可以确定最佳的波导结构参数，并评估波导的性能。
最后，我们可以将设计结果导出到其他光学软件中进行进一步的分析和优化。
总之，Zemax是一个强大的光学设计和模拟软件，可以用于衍射波导的设计和分析。
通过使用Zemax的光线追迹和模式分析功能，我们可以快速地优化波导结构并评估其性能。
这有助于提高光学系统的性能并降低制造成本。
ZEMAX光学成像设计实例---ZEMAX基础实例-变焦镜头设计
引言● 在我们要求具焦的能● 所谓变同范围变焦距● 由于一是使用大家通变焦镜头我们知道说一个系统大小、视场I 为像高im变焦镜头对孔径保持变焦时采取通过改变ZE 们成像镜头设具备变焦的能能力便可以应变焦，即镜头围景物的成像距来改变拍摄一个系统的焦用类似定焦镜通过举一反三头设计原道，设计好的统的接收面尺场和焦距三者mage, f 为焦头的变焦倍数持不变，但对取相对孔径（变镜片与镜片焦EMAX 设计要求中，能力，如CCT 应用于多种环头的焦距在一像。
我们通常所摄范围，因此焦距在某一范镜头的分析优三的练习可掌理介绍：的一组镜头如寸大小是固定有如下关系焦距，theta 为数为长焦距和于实际的高变即F/#)也跟片之间的间隔焦距变化，视角相应改变X 基础通常分两种：TV 监控镜头，环境条件，放大定范围可调节所说的变焦镜此非常利于画面范围可变，相当优化方法，本节掌握变焦镜头在如果变化镜片定不变的(像： 为视场角度。
和短焦距比值变倍比系统，跟随变化的方隔达到设计的视场变础实例-：定焦镜头与，红外探测镜大缩小或局部节，通过改变镜头一般指摄面构图。
当于由无数多节我们将带领在ZEMAX中片与镜片之间像面:CCD 或。
如下图所不值，也称为“，由于外形尺方案。
的焦距要求，变焦镜与变焦镜头。
镜头，摄影镜部特写，这是变焦距从而改摄像镜头，即多个定焦系统领大家使用Z 中的设计优化间的空气厚度COMS 或其它不:“倍率”。
理尺寸不希望过当系统的入镜头设成像镜头在镜头，双筒望是一个定焦镜改变系统视场即在不改变拍统组成的。
我ZEMAX 来设计化方法。
度，镜头的焦它探测面)，理论定义下，过大或二级光入瞳直径D 固设计在很多实际应望远镜等等，镜头所无法完场大小，达到拍摄距离的情我们在设计变计一个完整的焦距会随之变在基础光学在变焦过程光谱校正等问固定时，即系像面尺寸相同应用中通常也镜头具备变完成的。
到不同矩离不情况下通过改变焦镜头时也的变焦镜头，变化。
zemax案例
zemax案例
以下是一些关于Zemax仿真软件的案例：
1. 光学系统设计
Zemax可以用于光学系统设计和优化。
例如，可以使用Zemax来设计望远镜、显微镜、放大镜和其他光学仪器。
2. 焦散问题分析
Zemax可以用于分析和优化光学系统的焦散问题。
通过模拟光线的轨迹和相位变化，可以确定焦点的位置和形状，并确定任何可能的相位偏差。
3. 光学组件模型建立
Zemax可以用于建立光学组件的三维模型，包括透镜、棱镜和反射器等，以更准确地模拟光学系统的性能。
4. 光学系统图像模拟
Zemax可以用于模拟光学系统中的图像。
可以通过更改光线的特定属性，如入射角度和波长，以模拟不同的光学系统图像。
5. 激光光束分析
Zemax可以用于分析激光光束的特性，包括光斑大小、波前畸变、相位传输和偏振特性等。
6. 照明系统设计
Zemax可以用于设计照明系统，以确定最佳的光源和透镜组合来实现所需的照明效果。
Zemax 初学实例解析
ZEMAX 初学实例解析内容纲目:前言实例一：单镜片(Singlet)实例二：双镜片实例三：牛顿望远镜实例四：Schmidt-Cassegrain 和aspheric corrector实例五：multi-configuration laser beam expander实例六：fold mirrors 和coordinate breaks实例七：使用Extra Date Editor, Optimization with Binary Surfaces实例一：单镜片(Singlet)你将学到：启用Zemax，如何键入wavelength，lens data ，产生ray fan，OPD，spot diagrams，.. 定义thickness solve 以及variables，执行简单光学设计最佳化。
设想你要设计一个F/4 单镜片在光轴上使用，其focal length 为100mm，在可见光谱下，用BK7 镜片来作。
首先叫出ZEMAX 的lens data editor(LDE) ，什么是LDE 呢？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。
然后选取你要的光，在主选单system 下，圈出wavelengths ，依喜好键入你要的波长，同时可选用不同的波长等。
现在在第一列键入0.486，以microns 为单位，此为氢原子的F-line 光谱。
在第二、三列键入0.587 及0.656，然后在primary wavelength 上点在0.486 的位置，primary wavelength 主要是用来计算光学系统在近轴光学近似(paraxial optics，即first-order optics) 下的几个主要参数，如focal length，magnification，pupil sizes 等。
再来我们要决定透镜的孔径有多大。
zemax激光光学设计实例与应用
zemax激光光学设计实例与应用
ZEMAX是一种用于光学系统设计和分析的软件工具，它可以应用于激光光学设计与优化。
以下是一些激光光学设计实例及应用。
1. 二极流CO2激光器的光路设计
二极流CO2激光器是一种常见的光学器件，其光路设计需要考虑到多种物理效应。
使用ZEMAX进行二极流CO2激光器光路设计，可以优化光路的效率和性能。
例如，通过添加适当的激光束扩展器可以提高光束质量和稳定性；优化反射镜的性能可以提高激光器的输出功率和效率。
2. 红外光学系统的设计
使用ZEMAX进行光学系统设计可有效提高系统的性能和光学吸收率。
例如，在红外激光器中，设计合适的焦距和两个镜头之间的距离，并对光学系统进行优化，可以显著提高系统的分辨率和成像质量。
3. 光束仿真
另一种常见的激光光学设计应用是光束仿真。
ZEMAX可以用于模拟光束在特定光学系统中的传播和焦聚。
这可以帮助设计师更好地理解光线如何在光学系统中传播。
例如，在激光切割中，设计师可以使用ZEMAX来仿真光束的传播路径和聚焦质量，以优化切割效果。
4. 激光雕刻机的光路设计
激光雕刻机是一种常见的激光光学器件，用于刻蚀或切割材料表面。
在设计激光雕刻机时，需要考虑到多种物理效应，例如材料的吸收率和光束的聚焦度。
使用ZEMAX进行光路设计和优化，可以改善雕刻效果和机器的精度。
光学设计zemax经典例题
光学设计zemax经典例题
1.单镜片
设计要求：设计一个F/4单镜片，其焦距为100mm，在可见光波段使用，用肖特(Schott) BK7或国产K9玻璃来作。
像差要求：波像差小于100中心波长。
2.双胶合透镜
设计要求：设计一个F/4双胶合透镜，其焦距为100mm，在可见光波段使用，用肖特BK7/ F2或国产K9/F4玻璃组合来实现。
像差要求：对C\D\F三种色光波像差均小于5个波长，焦点弥散斑小于10微米。
3.5X激光扩束镜
设计要求：分别设计两个用于He-Ne(632.8nm)和固体激光器（532nm）的激光扩束镜，扩束倍率5X，入瞳直径3mm，出瞳直径15mm，用同一牌号玻璃完成，镜片尽可能的少，系统总长度小于100mm，入射和出射均为准直平行光。
4.50mm标准镜头
可参照Cooke的三片结构，设计一个F/5焦距50mm的标准镜头，应用于可见光波段。
成像要求：在视场30°内的3种色光的波像差均小于2个波长，MFT大于0.3/30lp,畸变小于1%.
5.放大镜头
可参考双高斯结构（也可选用其他结构），设计一个用于光电检测的放大镜头，物像共扼距140mm，像面CCD尺寸（1024x1024，单个像素为12 m×12 m）,被检测物面为平面矩形（3mm×3mm），使用波长532nm。
成像要求：全视场内MFT大于0.5/40lp, 波像差小于2个波长，畸变小于0.5%.。
使用ZEMAX设计的典型实例分析
使用ZEMAX于设计、优化、公差和分析武汉光迅科技股份有限公司宋家军（QQ：41258981）转载并修改摘要光学设计软件ZEMAX的功能讨论可藉由使用ZEMAX去设计和分析一个投影系统来讨论，包括使用透镜数组(lenslet arrays) 来建构聚光镜(condenser)。
简介ZEMAX以非序列性(non-sequential) 分析工具来结合序列性(sequential) 描光程序的传统功能，且为一套能够研究所有表面的光学设计和分析的整合性软件包，并具有研究成像和非成像系统中的杂散光(stray light) 和鬼影(ghosting) 的能力，从简单的绘图(Layout)一直到优化（optimization）和公差分析（tolerance analysis）皆可达成。
根据过去的经验，对于光学系统的端对端（end to end）分析往往是需要两种不同的设计和分析工具。
一套序列性描光软件，可用于设计、优化和公差分析，而一套非序列性或未受限制的(unconstrained) 描光软件，可用来分析杂散光、鬼影和一般的非成像系统，包括照明系统。
“序列性描光程序”这个名词是与定义一个光学系统为一连串表面的工具有关。
所有的光线打到光学系统之后，会依序的从一个表面到另一个表面穿过这个系统。
在定义的顺序上，所有的光线一定会相交到所有的表面，否则光路将终止。
光线不会跳过任何中间的表面，且光线只能打在每一个已定义的表面一次。
若实际光线路径交到一个表面上超过一次，如使用在二次描光(double pass) 中的组件，必须在序列性列表中，再定义超过一次的表面参数。
大部份成像光学系统，如照相机镜头、望远镜和显微镜，可在序列性模式中完整定义。
对于这些系统，序列性描光具有许多优点：非常快、非常弹性和非常普遍。
几乎任何形状的光学表面和材质特性皆可建构。
在成像系统中，序列性描光最重要的优点为使用简单且高精确的方法来做优化和分析。
ZEMAX的7个小例子
ZemaxCISUAL pµe¹°êj z tA1999729e:e(Singlet)ySchmidt-Cassegrain M aspheric correctormulti-configuration laser beam expanderfold mirrors M coordinate breaksC Extra Date Editor, Optimization with Binary Surfacese¾u S p e A O C tD p O S o i n C³o U n t p m A n Zemax t p n CO Zemax tutorial A C P A b Zemax E. E. 7.0W L CC P b°ÑP u F v pµe¡A H s Pµi Z P W A ew b Zemax E. E. 8.0W L C U C P h P At p i B x Cµ(¦e) G(Singlet)Zemax¡A p wavelength¡A lens data¡A ray fan¡A OPD¡A spot diagrams¡A w q thickness solve H variables¡A°õp C³A n p F/4b b W A focal length °100mm¡A b i U A BK7 C-s X ZEMAX lens data editor(LDE)¡A°O LDE O H O A n u A p A M w nA X A radius¡A thickness¡A j p A m……µ¥CµM«A n A b D system U A°éX wavelengths¡A n J A n i A P iP iµC b b C J0.486¡A H microns°A°B l F-line C b G BT C J0.5870.656¡AµM«b primary wavelength W I b0.486m A primary wavelength D n O p t b b(paraxial optics¡A Y first-order optics)¤U X D n°ÑA p focal length¡A magnification¡A pupil sizesµ¥C¦A n M w z h j C JµM«w n F/4z A F/#¬O°O H F/#´N OµLJ g effective focal length F paraxial entrance pupil C H b naperture N O100/4=25(mm)¡C O q system menu W general data¡A b aper value W J25¡A aperture type default°Entrance Pupil diameter¡C N O A entrance pupil j p N O aperture j p CLDE¡A i H3P surface¡A°OBJ¡A STO IMA¡C OBJ N Oµo¥A Y ASTO Y aperture stop N A STO w N O L J z A A b p tA STO i b z 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X A A w p C s ray fan¡A o maximum aberration w°200 microns¡C¨L optical performance i H Spot Diagrams OPDµC q Analysis spot diagram standard¡A h spot j°400 microns W U k A P Airy diffraction disk A j° 6 microns COPD°optical path difference(¸chief ray)A q Analysis D A q Fans Optical Path Aµo²aberration j°20 waves A j³focus A B spherical A spherochromatism axial color C Zemax t M w first order chromatic abberation u¨A Y the chromatic focal shift plot¡A o O U i back focal length b paraxial W primary wavelength p X first orderfocal length t X i wavelength A i X U i b paraxial focus W variation¡C q Analysis MiscellaneousµChromatic Focal Shift Y i s X C(¦e)●§A N Gµe¥X layouts M field curvature plots,©w q edge thickness solves, field anglesµ¥C¤O A q H b°A H L P curvature¡CµPdispersion A the chromatic aberration i H B first order H U chromatic aberration D n°m°second order¡A O i H b chromatic focal shift plot A e X parabolic curve u D u A D second order effectµGµM¨variation scale first 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E1-2)¡A o i D°°T®O H p G v°0¡A h b pupil coordinate I°h aberration N defocus Y A aberration D n°spherical aberration¡C G(¤L y scale q L I v)A b spherical aberration w Y(¦°aberration scale w°h)A I I defocus X A X b rayfan curve S A O spherical balanced by defocus p C b w T w o n performance¡A W t°l O HAnalysis¡A Layout¡A2D Layout¡A°£F t A A3O q L entrance pupil top¡A center¡A bottom b trace X A L i O A N O A w primary wavelength(¦b °surface 1)¡C o O Zemax defaultµG C¦O b°D A w X STO thickness°3¡A O u b A STO M surface 2X A Y b edge thickness°t A O OU p lens aperature diameter p A p i w d t i Cdiameter¡A STO thickness M W z°ÝD C b STO diameter WJ14L12.5¡A”U”¦r X N user define¡A b n edge thickness T w°3mm¡A i O A°o t°Z¤O F H defocus S X A O A°optimization Y¥i C b STO thickness W U A Edge ThicknessµA h X”Thickness”¤”Radial Height”µA thickness°3radial height°0(-Y radial height°0¡A h Zemax w user definesemi-thickness)«OK X A Aµo²STO thickness w A B X”E”¦r N an active thickness solve bµparameter W CJµM edge thickness w A H focal length w°A°F EFFL¡A bA°õoptimization Y i C b off-axis performance A q system Fields Field Data A3field A O H b23C”Use”¶µU U A b2C y field J7(§Y7 degree)¡A b3C J10¡A C h°0Y on-axis¡C x field °0¡A rotational t A L p A OK X C b Update rayfan¡A A ip Figure E2-4C T N tangential¡A S°sagittal¡Aµ²G off-axis performancet A o O°l N p t b on-axis W optimization¡A o aberration i H field curvature plot p A Analysis A Miscellaneous Field Curv/Dist¡C h X p Figure E2-5A shift in paraxial focus°field angle A k°real ray distortion¡A H paraxial ray °°Ñray C b field curvature plot°T®i q rayfans oªA°field curvature plot O b rayfan plot q L I v C(¦e) ●§A N G mirrors¡A conic constants¡A coordinate breaks¡A three dimensional layouts¡A obscurations¡C¤y O B on-axis aberrations C y Oparabolic mirror a B order spherical aberration¡A°u b optical axis W A°£spherical aberration S L aberration¡C°²n p1000mm F/5A n2000mm curvature200mm aperture¡C b surface 1Y STO W curvatureµJ-2000 mm¡A t object A°concave¡A Yµo¥O s C b thicknessµJ-1000¡A t u S z L mirror O g A b GlassµJ MIRROR¡A b System Generalµaperture J200¡CWavelength0.550¡A field angel h°0¡C b spot diagram¡A A77.6 microns RMS spot diagram¡A K image quality k N O b spot diagram W A superimpose Airy diffraction ring¡C q spot diagram menu bar Setting¡A b Show Scale W ”Airy Disk”¡Aµ²G p Figure E3-1A Aµo²M”scale bar”ªµG O C C RMS spot size”Airy Disk”¬°77.6 microns¡C u S diffraction-limited O°S wconic constant¡C e w curvature°-2000u O w q y A Y n w q Ah b STO ConicµJ-1¡AµU Update spot diagram¡A A”Airy ring”¬°°Au h E°b°éW A RMS°0¡C¥i O A m n A n O b J g W A Y A n o A Am n J g Cµk O b g A A fold mirror(«OI)C o-fold mirror b°45A W b C°i°200mm e A b b100mm W A p”¬”¹J g C M w200mm¡A fold mirror e g°800mm¡A°200+800=1000µ¥b STO W thickness¡A Y”¶Z”¤C p U A STO thickness°-800¡AµM«b imagine plane e J dummy surface¡A°n J dummy surface O H S dummy surface O°O H dummy surface u O b°U fold mirror m X A u N q A°Ñt”¤”A H°dummy surface C J dummy surface O H b image plane e J surface¡A o surface a N fold mirror¡A O A n v b surface type B h°fold mirror¡A O Tools Add Fold Mirror¡A b”fold surface”³B”2”¥N w q surface 2°fold mirror A A N p Zemax P.31LED C A°A surface type B b surface 24°Coord Break¡A o S O°H coordinate break surface O b e t wq s y t A O dummy surface ray tracing C b y z s y tA q6P°ÑA Y x-decenter¡A y-dencenter¡A tiltx¡A tilty¡A tiltz flag tiltingdecentration order¡C-n N O A coordinate break O”current”¦”global”ªcoordinate system¡A Y u O bt A Y n Y m V A Y coordinate break°°As t U C Coordinate break N O V t CµMcoordinate break surfaceµ´X C glassµ°”-“¥N J A surface type w e glass type P C b layout A2D(2D u rotational symmetric systems)¡A n3D A s X layout A↑↓page down or up i H G A op i AµA J g fold mirror I i H vignetted¡A o b t On q C b STO e J surface¡A O o surface thickness°900¡A b surface type Aperture Type°”Circular Obscuration”A b Max Radius J40A°fold mirror semi-diameter °31¡A p B C Update 3D layout¡A p Figure E3-3A h b3D layout settingµthe first surface M the last surface O°16Y i C(¦e)● Schmidt-Cassegrain M aspheric corrector§A N G polynomial aspheric surface, obscurations, apertures, solves, optimization, layouts, MTF plots.¥O Schmidt-Cassegrain polynomial aspheric corrector plate C o p O n b iC n10inches aperture M10inches back focus¡C l p A primary corrector System, General, b aperture value J10¡A P b screen unit”Millimeters”§°”Inches”C A Wavelength°3A O°0.486A0.587A0.656A0.587w°primary wavelength C A i H b wavelength screen”select”ÁA Y i°C e N default field angle value¡A°0¡C J p Zemax P.33starting prescription for schmidt cassegrain LDE A the primary corrector°MIRROR y C A i H s X2D layout A e X p Figure E4-1 C b b J G corrector¡A B M w imagine plane m C J p Zemax P.33 Intermediate prescription for schmide cassegram LDE¡A N primary corrector thickness°-18A-30p A o O°n second corrector size j p C b surface4radius w°variable¡A z L optimization, Zemax i w C layout¡A p Figure E4-2C s¥X merit function, reset A”Rings” option5C The rings option M w u sampling density, default value°3¡A b p A nD L°5¡C°õoptimization, Automatic Y i A Aµo²merit function° 1.3¡A O z C o O residual RMS wave error P C X merit function,±q system Update All,«h secondary corrector radius w41.83¡C q Analysis, fans,¤Optical Path, OPD plot p Figure E4-3Aµo²°defocus B°spherical,¤j4wave aberration n BC²b J t D D A w polynomial aspheric cofficients aspheric correction¡C surface 1surface type q standard°”Even Asphere”¡A OK X A surface 1 C Ak4th Order Term, µ°A k s A6th, 8th,«A°optimization¡C OPD plot update,¨p Figure E4-4A Aµo²spherical aberration w j j a C p I AP T i aberration P spherical amount, o N O spherichromatism,¬O U nB C g o A n axial color B spherochromatism,¦axial color balanceO H W spherochromatism O b first order axial color higher order C b first order axial color s b A p G first order s b A N axial color J O b A LY paraxial-optics,§Y P color b b W A N O first order optics¡n j higher order, Y higher order aberration balance A Y first order m higher order aberration, first order axial color°higher order spherochromatism o O b p W k C-n i axial color O H surface1curvature F axial color G C1 radius°variable,°õoptimization¡A A update OPD plot A p E4-5A o N On p A l t A residual aberration p1/20i A o nµ²G A i H L field angle,±q system, field A field angle°3A O O0.0, 0.3, 0.5¡C b field angle w Aboundary condition w A H A n w A merit function¡C merit function”Rings”§°”4”«X°õoptimization, h s OPD plot p E4-6A P field angle,¦O aberrations o i HµC p C°²n A h o O°H°O OModulation Transfer Function¡O H o N O A Y Oµo¥Object O v°M0A g Lo O v O M i A h MTF¡M i/ M0Y MTF U j A N°C O v A Nu C MTF b°spatial frequency in cycles per millimeter, spatial°O bar target¡t j e N A q H millimeter°A frequency in cycles Y C millimeterX t A H i O p A Y i W v C Modulation Transfer Function¡A Y e p E4-7A tangential & sagittal U J g field angle response C¹g p A p e MTF°circular pupil autocorrelationµG C o O the secondary corrector a B C JµM secondary corrector b primary em W A h J g w A B b primary W X h A Jq A H°F performance¡C p U A LDE¡A b3µI U A qAperture types Circular Aperture¡A b Min Radius J 1.7¡A Y J g b b j 1.7 i i J A°A B z primary W A P Max Radius°6¡C A B z secondary correctorobscuration¡A b surface 3e A J surface o new surface N F surface 3¡A thickness°20A B surface 2thickness°40A p¦20+40¡60q BK7primary C surface 3Aperture type¡A w°Circular Obscuration¡C Max Radius q° 2.5¡AOK X A P w surface 3semi-diameter O 2.5¡A update MTF¡A Aµo²performance w°C A S O O b medial spatial frequencies C(¦e) ● multi-configuration laser beam expander§A N G multi-configuration capability¡C°²A n p b iλ 1.053µU laser beam expander A Input diameter°100mm A output diameter°20mm¡A B Input M output°collimated¡C b p e A u U Cp A1. u22. p b W O Galilean¡S internal focus¡3. u aspheric surface i H4. t bλ328µU C¥p°u O n B aberration w A O b P wavelengths p U n°µ¨C 2°O Galilean O H Galilean N O u q J g t A b t focus H A b Y beams b focus¡C n b t O P b2wavelengths UA H b i H°Y conjugates¡C b l p A Zemax P.4-18LDEJ U surface C surface 5surface type q Standard°Paraxial¡A o b focal lengthµX C N paraxial lens O collimated light¡µfocus¡C P surface 5thickness focal length°25A entrance pupil diameter w°100A wavelength u 1.053 microns Y i A°O¦n b G wavelength¡C s X merit function¡A b1C operand type°REAY o real ray Y N°constraint¡A b p A n D Input diameter°100output diameter°20¡A°100¡G20¡5¡G1¡A Y J g beam Y F5A bsrf#¤J5¡A b surface n L ray height¡A Py W h J 1.00¡C target value w °10¡A o°Nµdiameter collimated°20mm output beam¡C°°O H°PyO normalized pupil coordinate A Y J g semi-diameter°50C A Py¡1Y b J g is aimed to the top of the entrance pupil A target value w°10A N O X semi-diameter°10A H50¡G 10¡5¡G1¡A Y F5A F n D C semi-diameter w°10¡A b Tools¡A Update¡A A b value column W X50A o N O entrance pupil radius Y coordinates O y bunit circle¡W A b°50¡A Px¡0¡A Py¡1Y b y b pupil j p°50¡Ab x b h°0¡Cq edit menu bar Tools¡A Default Merit Function¡A Reset”Start At” field°2¡A oH operands q G C l A v T w REAY operand¡C°õoptimization AOPD plot s X A p E5-1A Aµo²performance t A j°7waves¡Co-aberration D n spherical aberration A H n surface 1° a spheric A surface 1C conic°variable A A¦°optimization A A n OPD plot C b variable h AµM«N field s A°A w wavelength b 1.053µU beam expander p C O wavelength b0.6328µp O H i J t D D A N O multi-configuration i H b P t P w P configuration¡A H A P u n D A e w Fwavelength° 1.053µconfiguration A L°µconfiguration 1A wavelength 0.6328°configuration 2¡Cwavelength q 1.053°0.6328OPD plot A X D t performance A o O°glass dispersion t G C lens spacing°defocus surface 2thickness°variable¡A °õoptimization A update OPD plot¡A aberration j°wave¡AµU surface 2thickness variable¡C b Zemax multi-configuration capability A q main menu W Editors¡A Multi-configuration¡A A Edit¡A Insert Config¡A p N i H J sconfiguration¡A b CµU A”wave”¡A P b”Wavelength#”¤°1¡A o b P configuration¡A P wavelengths¡C b Config 1U J 1.053¡A Config 2U J0.6328¡A b J s C CµU A THIC°operand type¡A o b U Oconfiguration w q P thickness A q”surface” list2OK C b Config 1U J250A Config 2J250A L b surface2Y b LDE surface 2thickness O mult-configuration µoprand value¡A Config 2U surface 2thickness°variable¡C merit function editor¡A Tools¡A Default Merit Function¡A”StartAt”ª°1¡A default merit function q C lC b e w REAY constraint s multi-config merit function A b merit function C A CONFoperand B b”Cfg#”¶µw°1¡A b configuration 1O avtive¡C bC U T OPDXoperands¡A CONF M OPDX J s C A operand type °”REAY”¡A”Srf#”ÁJ5¡C n ray height O surface 5A Py J 1.00target value °10C p P e file X beam diameter°20mm C b CONF 1n Dµw A b CONF 2h operand A°i b wavelengths U nD exact 5G1beam C LED A surface 1¡A2¡A4curvatures surface 1conic°variable¡A°õoptimization¡b5 variable°active¡A3curvatures¡A1conic¡A1multi-config thickness¡C¥s¥X update OPD plot¡A A i H b mulit-configuration editor W b”Config 1”©”Config 2”¤W U A h OPD plot configuration¡A A i Ctrl-A hot key¡A b P configuration A Aµo²performance n A p t b wavelength 1.0530.6328µlaser U i H uC(¦e) ● fold mirrors M coordinate breaks§A N G A coordinate breaks, sign conventions b A t M pm fold mirrorsµ¥A j b”Add Fold Mirror”¤u i°°AµM¦Ae M A O C¦b3A w p p Newtonian A w g coordinate breaks A Hb g L mirror g thicknessµêw°t A M coordinate breaks HµÛA nfold mirror p T v a b C N A p b converging beam manuallyJ fold mirrors¡A Tools”Add Fold Mirror”¥Cs¥X LDE A STO surface type°paraxial A thickness w°100A o®paraxial lens default focal length AµM«q System, General¡A aperture°20¡A Y F/5lens¡C 3D layout¡A paraxial lens y converging beam t w C°²nX convergingbeam V W A O H N O J fold mirror¡A°w fold mirror°45°oriented B paraxial lens°30mm¡C n3C°coordinate break coordinate system45°¡AµM«mirror g u A A coordinate break g beamµ¹45°o O n I A n3surface m fold mirror¡C coordinate breaks S°A uO J g M X P y°w C b imaging surface e X J3lens A surface 1thickness w°30¡A b surface 3glass fold mirror titled¡A H t b paraxial lens40mm B focus¡C surface 24surface type°Coordinate Brek¡A LDE kA b surface 43parameter column heading W Y°”Title About X”¡C bµU A”Pick Up”A B³w”From Surface”¬°2A”Scale Factor”¬° 1.0A o N surface 4coordinate break °Êsurface 2C surface 2”title about x”¶µA J45¡A Update layout Ap Figure E6-1C N coordinate break thickness°0¡A mirror M coordinate break surface O X C N O A mirror S A O J g e X J g y t A b g°F45°¥A B F-70units h focus¡A tilt decenter°ÊO b u A Y thickness e C b A G fold mirror¡A P b imagine surface e J3surface¡A surface 4thickness q-70°-30¡A b surface 5tilt about xµJ-45¡A O b i Vl J g V A surface 7tilt about xµpick up from surface 5B scale factor w°1CUpdate 3D layout¡A h e p Figure E6-2A p A+45M-45A XJ g A S n coordinate breaks°A u n surface 25Y i C°surface 4 7U O H L°°C(¦e) ● Extra Date Editor, Optimization with Binary Surfaces©A H A”achromatic singlet”³o F CµM¡A mirror O achromatic singlet¡A h B A h p B first-order chromatic aberration V X refractive/diffractive O iC N O refrative singlet¡AµM«N k diffractive surface¡Csinglet y j focusing power¡A the weak diffractive component h°dispersionv glass dispersion¡C U A focal length f singlet optical power°φ f-1A bλF-λC i d U A power i singlet glass Abbe number V y z AλFλC°hydrogen F C line wavelength°0.4861µm M0.6563µm¡C G∆φ φ/Vb j glasses A L dispersion p A p BK7A V°64.2¡C∆φ 2¢H CDiffractive optics hµphase of wavefront W optical power¡Cquadratic phase profile diffractive surface¡A phase°ψ Ar2A°C q A r°radial coordinate¡C p diffrective surface¡A L power°φ λA/πM L i e u C b P i d U A refractive singlet power°2¢H A diffractive optic power h X G°40¢H A A dispersion t i A t M w C o°nB O H p G b refractive W positive power A P i b diffractive W negative power F v GC W power q i H q”Standard”§°”Binary 2”¡CµM«b IMA e Js surface A Y J surface 2A thickness°100C STO thickness°10A glass°BK7¡A q System¡A General Aperture Value w°20¡C Wavelengths0.486¡A0.5870.656¡A0.587 w°primary¡C convex-plano singlet performance¡A surface 1radius°variable¡A B q Merit Function Editor tools Default Merit Function¡C l Optimization¡A s X OPD plot A Aµo²aberration°8waves C°F axial color D p A spherical aberrotion M default i C²b p A q Editors¡A Extra Data b”Max Term”¶µW J1M”Norm Aper”¤W J10¡A ”Coeff on PΛ2”¦µh°CµM«°Optimization AµA O O surface 1radius diffractive power¡C Update OPD plot h maximum aberration w g°wave¡A y aberration D n u U secondary spectrum spherical aberration¡C higher order termB L A Extra Date Editor¡A”MaxTerm #”§°2¡A B fourth order termµ°variable¡A A°optimization¡C s X updated OPD plot¡A Aµo²wavefront aberration w j j°1wave H U C(¦e)。
Zemax光学设计实例汇总
函数结果，v: 变量； 为了使残余结果的平方和最小，对每个变量联立方程求解； 重复上述过程直至实现最优化。
光学设计人员的任务
1. 获得并考虑技术要求 2. 选择具有代表性的切入点
（具体的应用实例——视情况而定）
ZEMAX简介
美国ZEMAX Development Corporation研发
ZEMAX 是一套综合性的光学设计软件，集成了光 学系统所有的概念、设计、优化、分析、公差分析 和文件管理功能。ZEMAX所有的这些功能都有一个 直观的接口，它们具有功能强大、灵活、快速、容 易使用等优点。
或
Spt
Diffraction Standard
Analysis
此程序所选用积分程序不好，使要求取样网格点（Sampling）较多，计算时 间很长，使大像差系统的衍射积分不易算好。
所以这里没有算能量集中度 Enc 及Huygens Point Spread function, 为能 容易完成这类计算，波像差（OPD，不是RMS）宜小于一个波长，否则必须加大 Sampling 点数，增长时间。
• 对于Surface type 和Glass Catalogs，在User’s Guide 内都有一章叙述。
光学性能分析(Analysis)
பைடு நூலகம்
当已输入足够的结构数据后，程序就可以计算出像差并分析成像质量，这基本 上是 Analysis 项目下的各种功能。
＊系统结构和光路图：可以判断透镜厚度是否适当，或者光路内是否存在显著错
rd 14 35.7 1.5 Bk7 21.5 100
zemax实例
课程1：单透镜（a singlet）开始ZEMAX，输入波长和镜片数据，生成光线特性曲线（ray fan），光程差曲线（OPD），和点列图（Spot diagram），确定厚度求方法和变量，进行简单的优化。
假设需要设计一个F/4的镜片，焦距为100mm，在轴上可见光谱范围内，用BK7玻璃，该怎样开始呢？首先，运行ZEMAX。
ZEMAX主屏幕会显示镜片数据编辑（LDE）。
你可以对LDE（你工作的场所）窗口进行移动或重新调整尺寸，以适合你自己的喜好。
LDE由多行和多列组成，类似于电子表格。
半径、厚度、玻璃和半口径等列是使用得最多的，其他的则只在某些特定类型的光学系统中才会用到。
1、基本设置：开始，我们先为我们的系统输入波长。
这不一定要先完成，我们只不过现在选中了这一步。
在主屏幕菜单条上，选择“系统（System）”---“通用配置（general）”----“单位units”，先确定单位。
再选择“系统（System）”菜单下的“波长（Wavelengths）”。
屏幕中间会弹出一个“波长数据（Wavelength Data）”对话框。
ZEMAX中有许多这样的对话框，用来输入数据和提供你选择。
用鼠标在第二和第三行的“使用（Use）”上单击一下，将会增加两个波长使总数成为三。
现在，在第一个“波长”行中输入0.486，这是氢（Hydrogen）F谱线的波长，单位为微米。
Z EMAX全部使用微米作为波长的单位。
现在，在第二行的波长列中输入0.587，最后在第三行输入0.656。
这就是ZEMAX中所有有关输入数据的操作，转到适当的区域，然后键入数据。
在屏幕的最右边，你可以看到一列主波长指示器。
这个指示器指出了主要的波长，当前为0.486微米。
在主波长指示器的第二行上单击，指示器下移到587的位置。
主波长用来计算近轴参数，如焦距，放大率等等。
“权重（Weight）”这一列用在优化上，以及计算波长权重数据如RMS点尺寸和STREHL率。
ZEMAX实验指导书(初学的练习教程)
实验一光学设计软件ZEMAX的安装和基本操作一、实验目的学习ZEMAX软件的安装过程，熟悉ZEMAX软件界面的组成及基本使用方法。
二、实验要求1、掌握ZEMAX软件的安装、启动与退出的方法。
2、掌握ZEMAX软件的用户界面。
3、掌握ZEMAX软件的基本使用方法。
4、学会使用ZEMAX的帮助系统。
三、实验内容1．通过桌面快捷图标或“开始—程序”菜单运行ZEMAX，熟悉ZEMAX的初始用户界面，如下图所示：图：ZEMAX用户界面2．浏览各个菜单项的内容，熟悉各常用功能、操作所在菜单，了解各常用菜单的作用。
3．学会从主菜单的编辑菜单下调出各种常见编辑窗口。
4．调用ZEMAX自带的例子（根目录下Samples文件夹），学会打开常用的分析功能项：草图（2D草图、3D草图、实体模型、渲染模型等）、特性曲线（像差曲线、光程差曲线）、点列图、调制传递函数等，学会由这些图进行简单的成像质量分析。
5．从主菜单中调用优化工具，简单掌握优化工具界面中的参量。
6．掌握镜头数据编辑窗口的作用以及窗口中各个行列代表的意思。
7．从主菜单-报告下形成各种形式的报告。
8．通过主菜单-帮助下的操作手册调用帮助文件，学会查找相关帮助信息。
四、实验仪器PC机实验二基于ZEMAX的简单透镜的优化设计一．实验目的学会用ZEMAX对简单单透镜和双透镜进行设计优化。
二．实验要求1.掌握新建透镜、插入新透镜的方法；2.学会输入波长和镜片数据；3.学会生成光线像差（ray aberration）特性曲线、光程差（OPD）曲线和点列图（Spotdiagram）、产生图层和视场曲率图；4.学会确定镜片厚度求解方法和变量，学会定义边缘厚度解和视场角，进行简单的优化。
三．实验内容（一）. 用BK7玻璃设计一个焦距为100mm的F/4单透镜，要求在轴上可见光范围内。
1. 打开ZEMAX软件，点击新建，以抹去打开时默认显示的上一个设计结果，同时新建一个新的空白透镜。
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课程5：多重结构配置的激光束扩大器
先运行ZEMAX，插入几个面，并给它们设好变量，知道你的镜片数据编辑器看上去如下表所示。
注意“Glass”列右边的好几列才是“Focal Length”列。
表头“Focal Length”只在你将表面类型从“Standard”改变为“Paraxial”后才会显示。
不是所有的列都会清楚地显示出来。
注意近轴镜片的使用是为了有平行光能到焦点。
将厚度和焦距都设为25.00，并把入瞳直径设为100（“系统---通用配置---光圈类型（入瞳直径）---光圈数值100”），波长（一个）设为1.053微米，不要输入任何其他的波长。
镜片厚度是任意设定的，但要符合我们的目标。
250mm是由第3条要求得来的。
现在选“Editors”，“Merit Function（优化函数）”，评价函数应该是空的，只显示一个“BLNK”（即Blank，意思是未被使用）操作数。
在第一行，将操作数类型改为“REAY”，这个真实的Y约束将会被用来控制所要求的5:1的光束压缩比。
为“Surf”输入5（这是我们所要控制光高的面），为“Py”输入1.00，在再输入一个目标值10，这会给我们一个20mm直径的平行输出光束。
在“Weight”中输入一个1.0的值，再选“Tools”，“Update”，你将会看到在Value列里出现一个50的值。
这只是入瞳的半径，因为我们在这一点上只有平行平板。
现在从Editor菜单条中选“Tools---Default Merit Function(默认评价函数)----Reset”，将Start（开始在）域的值改为2，再单击OK。
这会使操作数从电子表格的第2行开始添加，以便保护已输入的REAY操作数不被遗失。
现在从主菜单条选“Tools，优化---优化，自动更新，自动，OK”。
当优化完成后，单击Exit。
再从主菜单选“Analysis（分析）---Fans（特性曲线）---Optical Path（光路）”，你将会看到如图E5-1所示的OPD图。
大约有10个波长的波差，性能较差。
主要像差是球差（ZEMAX已加入了离焦作为补偿），幸运的是，我们有一种非常有效的排除球形的方法。
移动光标至第一面的圆锥系数列(conic)，键入Ctrl-Z使之成为一个变量。
返回到优化工具单击Automatic，评价函数会显著下降。
现在单击Exit，更新OPD图，由于引入了一个合理的圆锥系数很容易地使系统性能达到了衍射极限。
在三个曲率半径和圆锥系数的每一格中键入Ctrl-Z 以消除变化。
在我们深入进行之前，先选File，Save As保存文件，为镜片输入名字：MC1.ZMX，单击OK。
在接下来的步骤中，如果出错，你也可以再将它打开。
确认你已将3个曲率和锥形上的变化除去。
选System，Wavelengths，得到波长数据对话框，将波长从1.053改为0.6328，单击OK，再次更新OPD 图。
由于玻璃的色散，性能非常差。
所显示的像差明显离焦。
我们可以调整镜片间隔来改正它。
使第2面的厚度250mm为可变，然后选Tools，Optimization，选Automatic，评价函数应该会降低。
单击Exit，然后更新OPD图，系统在新的波长和共轭处有大约0.1个波长的像差。
再次键入Ctrl-Z去掉第2面的厚度变量。
我们现在将用多重结构配置功能。
从主菜单选“Editors，Multi-configuration（多重数据结构），再选Edit，Insert Config（插入结构）插入一个新的结构配置，双击第一行的第一列，从所显示的下拉框选择“操作数---WAVE”，在同样的对话框里，为“Wavelength # ”选择1，单击OK。
这使得我们可以为每一个配置定义不同的波长。
在“Config 1”下输入1.053，在“Config 2”下输入0.6328。
现在按Insert为Multi Configuration Editor 加入新的一行，在新的第“1”行的双击第一列，然后选“THIC”作为操作数，从Surface列选2，单击OK，THIC 操作数可让我们为每一个配置定义不同的厚度。
在Config 1下输入250，在Config 2下输入250。
其中的2指的是第二面，因此我们已将第二面的厚度作为多重结构配置值定义了。
键入Ctrl-Z，使结构配置“2下的第二面的厚度”成为变量。
现在返回到评价函数编辑器。
选“Tools，Default Merit Function(默认评价函数)”，在显示的对话框中，
将Start （开始）的值改为1，这会使得缺省的评价函数从第一行开始。
现在单击OK，将为多重结构配置实例重建评价函数。
现在需要将原先输入的REAY约束加入新的多配置评价函数中。
在评价函数编辑器的第一行，注意在“CFG#”列有一个写着1的CONF操作数，此操作数将当前活动的结构配置改变为1。
在这一行的下面，有3个OPDX操作数。
在CONF和第一个OPDX间，插入新的一行，将该行的操作数类型改为REAY，为“Surf ”输入5（这是我们用来控制光线高度的一面），为Py输入1.00。
输入目标值10，将会使我们得到直径为20mm的平行输出光束。
任何在CONF 1下的操作数都将被限制在此配置中。
在CONF 2下，不需要任何的操作数，因为在两个波长处都已有了5:1的光束压缩比。
现在回到镜片数据编辑器，使第1、2和4面的曲率半径为变量，就象本节开始时所述的。
再将第一面的圆锥系数也设为变量。
选Tools，Optimization到优化屏幕，注意共有5个变量被激活（3个曲率，1个锥形，一个多重结构配置厚度），现在单击Automati c，结束后单击Exit。
现在双击多配置编辑器的Config 1列头，更新OPD图，注意其特性在波长1.053处非常好。
双击Config 2列头，更新OPD图（这一次为0.6328处）。
同样也被很好地修正了。
注意多重结构配置编辑器显示的为两个波长设置的两个厚度。
键盘快捷键Ctrl-A可用来在这两个配置之间快速地切换。