ZEMAX初学ray_fan及OPD和spot_diagram等各种图像分析

Zemax中的点列图的分析方法

点列图的原理就是显示光学系统在IMA面上的成像。

换句话说,它就就是通过计算,把一系列物方的点通过光学系统以后,成像在IMA面上的情况给实际绘制出来。

为了表现方便,它可以选择一系列预定的模板形式,具体来说,比如一个在轴上的点,从无限远成像到IMA面上,ZEMAX就模拟在无限远有若干个发光点(光束),这些点平行射入入瞳,然后经过光学系统,最后成像在IMA面上。

显然如果光学系统就是完美的光学系统,那么这些点成像点为一个理想的点。

但对于实际的光学系统,就会成像为一个弥散斑。

那么这个弥散斑在IMA面上的像,就就是Spot Diagram。

同理,在非轴上点,也可以参照主光线的角度与位置,形成一系列的发光点,经过入瞳最后成像在IMA面上最后也形成一个弥散斑。

如何通过Spot Diagram观察出光学设计的质量,简单说,这个弥散斑越小越好。

如果您发现弥散斑足够小,满足您对光学系统最小弥散斑的要求(spot diagram的单位就是微米)那么您的光学系统就完全可以进行实际的加工了。

换句话说,就就是您的光学系统已经可以设计完成了。

如何才知道您的光学系统足够的好？这里有个参考,就就是airy 斑的参考。

airy斑就是物理光学的一个概念。

它指出在形成的弥散斑直径在2、44*F*(主波长)以内的时候,该光学系统可以认为就是理想(完美)光学系统。

这样当您在Spot Diagram图中,在setting 菜单中,设置显示airy斑。

然后发现您的点列图完全都在airy斑环之内,您就可以认为您的光学系统设计已经完美。

但实际上,很少有光学系统,可以满足符合airy斑直径的要求。

那么说明您的光学系统有像差。

究竟就是哪种像差在起主要作用？主要的像差有,球差,慧差,像散,场曲,畸变。

这些像差在spot diagram上的表现各不相同。

但由于一个光学系统通常就是各种像差的混合。

因此需要您对spot diagram的形状进行判断。

确认就是主要就是哪种像差,然后通过修改玻璃,或者曲率以及光阑的位置等加以调整。

zemax手把手教程

ZEMAX手把手教程课程1：单透镜（a singlet）你将要学到的：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（Spotdiagram），确定厚度求解方法和变量，进行简单的优化。

假设你需要设计一个F/4的镜片，焦距为100mm，在轴上可见光谱范围内，用BK7玻璃，你该怎样开始呢？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。

L DE中的一小格会以“反白”方式高亮显示，即它会以与其他格子不同的背景颜色将字母显示在屏幕上。

如果没有一个格子是高亮的，则在任何一格上用鼠标点击，使之高亮。

这个反白条在本教程中指的就是光标。

你可以用鼠标在格子上点击来操纵LDE，使光标移动到你想要停留的地方，或者你也可以只使用光标键。

LDE的操作是简单的，只要稍加练习，你就可以掌握。

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）”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587，最后在第三行输入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。

zemax手把手教程解析

ZEMAX手把手教程课程1：单透镜（a singlet）你将要学到的：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（Spotdiagram），确定厚度求解方法和变量，进行简单的优化。

假设你需要设计一个F/4的镜片，焦距为100mm，在轴上可见光谱范围内，用BK7玻璃，你该怎样开始呢？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。

L DE中的一小格会以“反白”方式高亮显示，即它会以与其他格子不同的背景颜色将字母显示在屏幕上。

如果没有一个格子是高亮的，则在任何一格上用鼠标点击，使之高亮。

这个反白条在本教程中指的就是光标。

你可以用鼠标在格子上点击来操纵LDE，使光标移动到你想要停留的地方，或者你也可以只使用光标键。

LDE的操作是简单的，只要稍加练习，你就可以掌握。

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）”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587，最后在第三行输入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。

Zemax课堂(分析ray fan,opd fan 诊断工具)

继续控制5阶的球差，ray fan应该是这个样子
偶次多项式非球面的公式：
彗差的光线扇面图如图所示。为了显示出彗差的ray fan曲线，我们设计了一个有偶次非球面的透镜，消除球差，移动透镜前光拦的位置，消除象散，使存在的彗差是像差的主要贡献，
三阶彗差的曲线是归一化入瞳坐标的二次函数。
象散的光线扇面图如图所示。为了显示出象散的ray fan曲线，我们还用那个有偶次非球面的透镜，消除球差，光栏的位置在透镜表面，消除弯曲透镜，使彗差为零，使象散成为像差的主要贡献。
离焦、球差、彗差、象散的ray fan plot
纯离焦的光线扇面图。
只存在离焦时的光线扇面图中曲线是两条方向一致的倾斜直线，直线的斜率可正可负，取决于是正离焦还是负离焦
纯球差的光线扇面图。
从光线扇面图看到坐标原点附近的曲线斜率为0，表明像面正好是近轴像面，没有离焦。曲线整体上来说斜率为负，表示球差欠校正。
Zemax 常用的分析诊断工具
Ray fan plot
光线扇面图是分析几何像差的有力工具，值得好好学习和分析。
光线扇面图的坐标轴是如何定义的？有什么意义呢？
归一化的物、入瞳坐标。通过入瞳某一坐标【PX，PY】的光线在像面上有唯一的位置【EX、EY】，以PX、PY为横坐标，EX、EY为纵坐标，分别建立坐标系，把通过入瞳的光线都在坐标系里描点就得到了光线扇面图
像差常有两种表示方法，一种是像面上的横向光线像差，ray fan表示；一种是出瞳面上的光程差，用OPD fan表示。初级横向光线像差一般被称为三阶的像差，而在出瞳面上，他们对应的OPD是四阶的像差
Field Curv/Dist plot
Field Curv/Dist可以用来分析场曲和畸变。左边的是场曲，右边的是畸变。

ZEMAX的基础学习

zemax的基础学习MTF一般都是大于0的，所以MTF曲线坐标都是第一期限。

但有时候也会出现负值，这种情况表示像的亮度起伏与原物体相反，发生对比反转，也就是相位错动了半个周期，黑的变白，白的变黑。

如何查看高斯光束的光斑大小及能量分布在physical analysis>>pop setting>>display中可以看中文的翻译是：image space f# 表示的是有效焦距和有效孔径的比paraxial working f# 表示的是2tanU的倒数，其实只有在物距在无限远的时候才和前边的一样working f# 表示的是2SinU的倒数。

主光线是在stop光阑中心点的斜线角度。

物上视场点－入瞳中心－像面的光线，如果没有渐晕，它也会通过光栏的中心，放大镜只能放大线性的东西”这种结论。

我今天突然在ZEMAX中发现我如果做短焦的时候，比如f=2.8，看到lens data editor中相面的尺寸小于在Report/prrscription data/paraxial Image Heigh 中的象高？？请问有谁知道这个是如何产生的，为什么有这种现象☆这有什么奇怪的，难道你的系统没有畸变吗是啊，好象一个是像面上的实际像高，一个是近轴（理想）像高畸变是有正负的呀我知道了，那lens data editor中相面的尺寸是实际通光孔径，而Report/prrscription data/paraxial Image Heigh 只是理想象高，所以我觉得设计时应该以lens data editor中相面的尺寸为准，大家说对吗？错，一个点通过系统之后不可能还是一个点，是一个有大小的斑，从lens data editor中看到的数据只是最大像高的数值，不能代表实际成像的大小。

在设计的时候多考虑，软件是工具而已。

那斑竹说实际的相面尺寸应该看哪里啊，看你成像点的扩散程度由于像差的原因，实际最佳像面上每一像点（斑）大小都不一致，由于轴外（垂轴）像差的关系lens data editor中的尺寸一般系统应该够了。

学习：ZEMAX序列工作模式

ZEMAX的序列工作模式简介本资料的主要内容包括：∙ Layouts (外形图)∙ Spot Diagrams (点列图)∙ Ray and Optical Path Difference (OPD) Fans (光线及光程差曲线)∙ MTF (调制传递函数)的计算∙扩展光源的仿真∙离轴系统∙系统孔径，视场，及波长数据一、什么是序列光线追迹在用光学软件模拟光通过光学系统的传播时，做光线追迹是一种常用的方法。

通过光线追迹来模拟光的传播通常称为几何光学。

所谓的序列光线追迹，就是对光学面事先定义一个顺序，光线的传播按照从物面到像面的顺序进行，如按图1中的箭头方向。

按照已定义好的顺序，光线与每个面只相交一次。

这些按顺序排好的光学面可以充分反映成像系统的性质。

序列光线追迹方法的数值运算速度非常块，特别适用于对系统的设计、优化和容差分析。

这种方法还可以给出系统的ray fan plots(光线扇曲线)，做衍射计算，以及计算波前像差。

图1 序列模式下光线的有序传播很多传统的光学系统都属于成像系统，包括摄影物镜、摄远镜头、显微镜、望远镜、中继透镜和光谱仪。

二、ZEMAX的图形用户界面第一次打开ZEMAX(无论是演示版还是完整的注册版)，用户看到的是main menu bar(主菜单栏)，button bar (按钮栏)，和Lens Data Editor (LDE，透镜数据编辑器)。

ZEMAX的所有功能都可以通过main menu bar上的各个菜单访问。

其中的大部分功能可通过main menu bar下面的按钮栏访问，所指定的按钮可通过"File > Preferences"操作来改变。

按钮栏的下面是Lens Data Editor，其窗口可以移动，窗口大小也可变化。

Lens Data Editor有Comments(注释), Radius(半径), Thickness(厚度), Glass(玻璃)，and Semi-Diameter(半口径，即径向无遮挡部分的口径)，和Conic constant(二次曲面系数)，其中后5项用于描述光学元件的主要特征。

zemax的spot diagram的看图方式

但实际上，很少有光学系统，可以满足符合airy斑直径的要求。那么说明你的光学系统有像差。究竟是哪种像差在起主要作用？主要的像差有，球差，慧差，像散，场曲，畸变。
这些像差在spot diagram上的表现各不相同。但由于一个光学系统通常是各种像差的混合。因此需要你对spot diagram的形状进行判断。确认是主要是哪种像差，然后通过修改玻璃，或者曲率以及光阑的位置等加以调整。
如何才知道你的光学系统足够的好？这里有个参考，就是airy斑的参考。airy斑是物理光学的一个概念。它指出在形成的弥散斑直径在2.44*F*(主波长)以内的时候，该光学系统可以认为是理想（完美）光学系统。这样当你在spot diagram图中，在setting菜单中，设置显示airy斑。然后发现你的点图完全都在airy斑环之内，你就可以认为你的光学系统设计已经完美。
点图的原理是显示光学系统在IMA面上的成像。换句话说，它就是通过计算，把一系列物方的点通过光学系统以后，成像在IMA面上的情况给实际绘制出来。
为了表现方便，它可以选择一系列预定的模板形式，具体来说，比如一个在轴上的点，从无限远成像到IMA面上，zemax就模拟在无限远有若干个发光点，这些点平行射入入瞳，然后经过光学系统，最后成像在IMA面上。显然如果光学系统是完美的光学系统，那么这些点成像点为一个理想的点。
但对于实际的光学系统，就会成像为一个弥散斑。那么这个弥散斑在IMA面上的像，就是Spot Diagram。
同理，在非轴上点，也可以参照主光线的角度和位置，形成一系列的发光点，经过入瞳最后成像在IMA面上最后也形成一个弥散斑。
如何通过spot diagram看光学设计的质量，简单说，这个弥散斑越小越好。如果你发现弥散斑足够小，满足你对光学系统最小弥散斑的要求（spot diagram的单位是微米）那么你的光学系统就完全可以进行实际的加工了。换句话说，就是你的光学系统已经可以设计完成了。

zemax中的ray fan和spot diagram的含义

zemax中的ray fan和spot diagram的含义ray fan在zemax中有一个重要的分析手段，就是显示ray fan图。

显示ray fan可以通过多种方式，比如菜单analysis－fans－ray aberration显示；也可以通过直接点击在菜单栏目上的Ray按钮。

ray fan表示是光学系统的综合误差。

它的横坐标是光学系统的入瞳标量，因此总是从－1到＋1之间。

显然0的位置对应就是光轴在入瞳中心的焦点。

纵坐标则是针对主光线（发光点直穿光阑中心点的那条光线）在像面上的位置的相对数值。

由于我们在计算光路的时候，通常仅仅考虑两类光线，子午面和弧矢面。

这样对于不同的面，就有两种不同rayfan显示。

要概念上理解ray fan图，我们假设有一个薄透镜的光学系统。

光阑就在这个薄透镜上。

有一个在子午面上的轴外点，发出一束光线射向这个透镜，那么它在子午面的ray fan图将是这样绘制的：首先，这一束光线会射向光学系统的入瞳（同时也是光阑）上，会在子午面上有一个光束的分布。

因此他们每个对应点都将在未来的rayfan图上显示－1到＋1的横坐标。

显然主光线的位置是光阑的中点，就是0的位置。

然后这一束光线继续穿过光学系统，最后折射到像面上。

由于由像差的存在；在像面的子午面上将形成由无数光点形成的光线。

（对于理想的光学系统，还是应该形成一个点）这个线上一定会有一个点，是由主光线形成的。

这个点就做为整个像差的参考原点。

其他的各个点到这个点的位置差值就是在ray fan中对应于各个横坐标入瞳位置的纵坐标值！这样，一系列的点就可以在这个下xy的坐标系统中表示出来。

只要有足够的点，就能连接绘制一个完整的ray fan图。

这就是ray fan图的含义，它表示的是这个光学系统参照入瞳位置的像差综合值。

要指出的是：● 由于有子午和弧矢两个面，因此对于每个视场的ray fan都有两个。

一个子午T（对应于PY和EY），和一个弧矢S（对应于PX和EX）● 又由于系统选择的光线不同，在每个视场的ray fan中可能会显示多个光线的不同ray fan。

完整word版,ZEMAX光学设计超级学习手册第1章

第1章ZEMAX入门ZEMAX是一款使用光线追迹的方法来模拟折射、反射、衍射、偏振的各种序列和非序列光学系统的光学设计和仿真软件。

ZEMAX有3种版本：ZEMAX-SE（标准版）、ZEMAX-XE（扩展版）、ZEMAX-EE（工程版），其中ZEMAX-EE的功能最为全面。

ZEMAX的界面设计得比较简洁方便，稍加练习就能很快地进行交互设计使用。

ZEMAX的大部分功能通过都能选择弹出或下拉式菜单来实现，键盘快捷键可以用来引导或略过菜单，直接运行。

本章将要讲述ZEMAX中的有关约定的解释，界面功能的习惯用法，以及一些常用窗口操作的快捷键。

一旦学会了在整个软件中通用的、简单的习惯用法，ZEMAX用起来就很容易了。

学习目标：（1）了解界面主窗口菜单的各项功能。

（2）熟练运用快捷工具栏。

（3）熟练掌握大量光学行业中约定的解释，如优化、公差分析等。

（4）熟练掌握各对话窗口的操作，如镜头数据、波长数据等。

1.1 ZEMAX的启动与退出安装ZEMAX软件后，系统自动在桌面上产生了ZEMAX快捷图标。

同时，“开始”菜单中也自动添加了ZEMAX命令。

下面讲解ZEMAX的启动与退出。

1．ZEMAX安装成功后，需要启动ZEMAX，才能使用该软件进行设计工作。

ZEMAX 的启动有4种方式。

（1）选择“开始”菜单命令启动。

选择“开始→ZEMAX”命令，启动ZEMAX，如图1-1所示。

（2）选择桌面快捷方式图标。

安装完成，系统会在桌面上自动创建ZEMAX的快捷方式图标，双击图标便可启动ZEMAX，如图1-2所示；右键单击快捷方式图标后单击“打开”也可以启动，如图1-3所示。

如果桌面上没有快捷方式图标，可以从“开始”菜单中找到相应的程序命令发送到桌面快捷方式，如图1-4所示。

图1-1 “开始”菜单命令启动图1-2 桌面快捷方式图标图1-3 右击快捷方式启动图1-4 发送桌面快捷方式（3）选择快速方式启动。

单击任务栏快速方式图标也可以启动ZEMAX。

ZEMAX葵花宝典1(入门篇)

ZEMAX葵花宝典1(入门篇)目录例子1 单透镜(Singlet) .............................................................. .............................................. 5 1.1 单透镜 ..................................................................... ....................................................... 5 1.2 设罝系统孔径 ..................................................................... ............................................ 5 1.3 设罝视场角 ..................................................................... ................................................ 7 1.4 设罝波长...................................................................... ................................................... 7 1.5 键入透镜资料 ..................................................................... ............................................ 8 1.6 设罝透镜参数 ..................................................................... ............................................ 9 1.7 评估系统性能 ..................................................................... ............................................ 9 1.8 使用解 ..................................................................... ..................................................... 10 1.9 设罝优化...................................................................... ................................................. 11 1.10 建立绩效函数 ..................................................................... ........................................ 12 1.11 增加限制条件 ..................................................................... ........................................ 13 1.12 运行优化 ..................................................................... ................................................ 13 1.13 光线扇形图 ..................................................................... ............................................ 14 1.14 二维设计图 ..................................................................... ............................................ 14 1.15 弥散斑 ..................................................................... ................................................... 15 1.16 光程差扇形图 ..................................................................... ........................................ 16 1.17 进一步分析 ..................................................................... ............................................ 17 例子2 座标变换(CoordinateBreaks) ................................................................ .................... 18 2.1 座标变换...................................................................... ................................................. 18 2.2 顺序旗标...................................................................... ................................................. 18 2.3 座标变换的应用 ........................................................................................................... 19 2.4 工具,转折面镜sahaja ................................................................. ............................... 19 2.5 例子,转折面镜 ..................................................................... ...................................... 20 2.6 新增转折面镜 ..................................................................... .......................................... 20 2.7 修正透镜资料编辑器...................................................................... .............................. 21 2.8 删除转折面镜 ..................................................................... .......................................... 22 2.9 倾斜与离轴 ..................................................................... .............................................. 23 2.10 工具,倾斜与离轴 ..................................................................... ................................ 23 2.11 例子,倾斜与离轴 ..................................................................... ................................ 24 2.12 处理倾斜与离轴 ..................................................................... .................................... 24 2.13 设罝倾斜与离轴 ..................................................................... .................................... 25 例子3 牛顿式望远镜 (Newtonian Telescope) ............................................................. .. (26)1 / 873.1 牛顿式望远镜 ..................................................................... .......................................... 26 3.2 孔径、单位、视场角及波长 ..................................................................... ................. 26 3.3 键入透镜资料 ..................................................................... .......................................... 27 3.4 评估系统性能 ..................................................................... .......................................... 28 3.5 定义抛物面 ..................................................................... .............................................. 29 3.6 抛物型反射罩 ..................................................................... .......................................... 29 3.7 点扩散函数 ..................................................................... .............................................. 30 3.8 挡板 ..................................................................... ......................................................... 30 3.9 增加转折面镜 ..................................................................... .......................................... 31 3.10 座标变换 ..................................................................... ................................................ 33 3.11 设罝挡板 ..................................................................... ................................................ 33 3.12 挡板效果 ..................................................................... ................................................ 34 例子4 消色差单透镜(AchromaticSinglet) ............................................................... ............. 36 4.1 消色差单透镜 ..................................................................... .......................................... 36 4.2 标准单透镜 ..................................................................... .............................................. 37 4.3 新增衍射表面 ..................................................................... .......................................... 38 4.4 设罝衍射参数 ..................................................................... .......................................... 39 4.5 评估系统性能 ..................................................................... .......................................... 40 4.6 相位属性分析 ..................................................................... .......................................... 41 例子5 变焦透镜 (Zoom Lens) .................................................................. .............................. 42 5.1 变焦透镜...................................................................... ................................................. 42 5.2 设罝系统参数 ..................................................................... .......................................... 42 5.3 初始透镜参数 ............................................................................................................... 43 5.4 设罝视场角 ..................................................................... .............................................. 44 5.5 设罝波长...................................................................... ................................................. 44 5.6 定义多组态透镜 ..................................................................... ...................................... 45 5.7 键入多组态参数 ..................................................................... ...................................... 46 5.8 设罝多组态变数 ..................................................................... ...................................... 46 5.9 建立多组态绩效函数...................................................................... .............................. 47 5.10 增加限制条件 ..................................................................... ........................................ 48 5.11 设罝透镜尺寸 ..................................................................... ........................................ 48 5.12 运行优化 ..................................................................... ................................................ 49 5.13 评估系统性能 ..................................................................... ........................................ 50 例子6 公差(Tolerancing) .......................................................... ............................................. 51 6.1 概论 .............................................................................................................................. 51 6.2 公差 ..................................................................... (52)2 / 876.3 误差来源...................................................................... ................................................. 52 6.4 设罝公差...................................................................... ................................................. 53 6.5 公差操作数 ..................................................................... .............................................. 53 6.6 双透镜的公差分析 ..................................................................... .................................. 54 6.7 制造与组装公差 ..................................................................... ...................................... 55 6.8 误差描述...................................................................... ................................................. 56 6.9 灵敏度分析 ..................................................................... .............................................. 57 6.10 初步公差分析 ..................................................................... ........................................ 57 6.11 公差分析结果 ..................................................................... ........................................ 58 6.12 统计分析 ..................................................................................................................... 58 6.13 反灵敏度分析 ..................................................................... ........................................ 59 6.14 个别分析视场角/组态 ..................................................................... ........................... 60 6.15 限制公差范围 ..................................................................... ........................................ 60 6.16 设罝限制条件 ..................................................................... ........................................ 61 6.17 修正公差范围 ..................................................................... ........................................ 61 6.18 蒙地卡罗分析 ..................................................................... ........................................ 62 6.19 蒙地卡罗统计 ..................................................................... ........................................ 62 6.20 进一步分析 ..................................................................... ............................................ 63 例子7 混合式非序列 (NSC withPorts) ................................................................. ................. 63 7.1 混合式非序列 ..................................................................... .......................................... 63 7.2 例子,混合式非序列...................................................................... .............................. 64 7.3 出口埠 ..................................................................... ..................................................... 67 7.4非序列组件 ..................................................................... ............................................... 68 7.5 对象属性...................................................................... ................................................. 68 7.6 非序列性透镜对象 ..................................................................... .................................. 69 7.7 复制对象...................................................................... ................................................. 70 7.8 定义多焦透镜 ..................................................................... .......................................... 70 7.9 表面折射...................................................................... ................................................. 70 7.10 空气透镜 ..................................................................... ................................................ 71 7.11 调整焦距参数 ..................................................................... ........................................ 72 7.12 多焦透镜 ..................................................................... ................................................ 72 7.13 运行优化 ..................................................................... ................................................ 73 7.14 带状优化 ..................................................................... ................................................ 74 7.15 目标局部 ..................................................................... ................................................ 76 7.16 光线目标 ..................................................................... ................................................ 77 7.17 系统性能 ..................................................................... ................................................ 78 7.18 运行影像分析性能之优化 ..................................................................... ..................... 78 7.19 设罝变数 ..................................................................... (79)3 / 877.20 最终设计 ..................................................................... ................................................ 80 例子8 物理光学传播(Physical OpticsPropagation) ........................................................... ... 81 8.1 物理光学传播 ..................................................................... .......................................... 81 8.2 定义光线...................................................................... ................................................. 83 8.3 设罝显示参数 ..................................................................... .......................................... 85 8.4 一阶局部...................................................................... ................................................. 85 8.5 其它局部...................................................................... ................................................. 86 8.6 辐射照度分布 ..................................................................... (86)4 / 87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。

光学系统设计(Zemax初学手册)

光学系统设计（Zemax初学手册）蔡长青ISUAL 计画团队国立成功大学物理系（第一版，1999年7月29日）前言整个中华卫星二号“红色精灵”科学酬载计画，其量测仪器基本上是个光学仪器。

所以光学系统的分析乃至于设计与测试是整个酬载发展重要一环。

这份初学手册提供初学者使用软体作光学系统设计练习，整个需要Zemax光学系统设计软体。

它基本上是Zemax使用手册中tutorial的中文翻译，由蔡长青同学完成，并在Zemax E. E. 7.0上测试过。

由于蔡长青同学不在参与“红色精灵”计画，所以改由黄晓龙同学接手进行校稿与独立检验，整个内容已在Zemax E. E. 8.0版上测试过。

我们希望藉此初学手册（共有七个习作）与后续更多的习作与文件，使团队成员对光学系统设计有进一步的掌握。

（陈志隆注）习作一：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。

ZEMAX初学ray_fan及OPD和spot_diagram等各种图像分析

ZEMAX像差深入以及像差各种图表分析目录[隐藏]•1初级像差深入o1.1球差o1.2彗差o1.3像散o1.4场曲o1.5畸变•2各种像差图表o2.1初级球差大的点列图o2.2初级球差大的垂轴像差o2.3子午慧差大的情况o2.4其慧差和垂轴色差大1初级像差深入(1)副轴和主光轴的概念。

副轴，通过单球面反射镜的曲率中心，但不经过球面通光孔径中心（顶点）的任意一条直线。

主光轴，通过薄透镜两个球面球心的直线，叫做主光轴，也称主轴。

(2)近轴光线和远轴光线的概念。

近轴光线和远轴光线都是指与光轴平行的光线，它们都成像在光轴上（下图中画的是主光轴情况）。

缩小的光圈可以拦去远轴光线，而由近轴光线来成像。

总的来说，镜头的像差可以分成两大类，即单色像差及色差。

镜头的单色像差五种，它们分别是影响成像清晰度的球差、彗差、象散、场曲，以及影响物象相似度的畸变。

1.1轴上点球差是由于镜头的透镜球面上各点的聚光能力不同而引起的。

从无穷远处来的平行光线在理论上应该会聚在焦点上。

但是由于近轴光线与远轴光线的会聚点并不一致，会聚光线并不是形成一个点，而是一个以光轴为中心对称的弥散圆，这种像差就称为球差。

球差的存在引起了成像的模糊，而从下图可以看出，这种模糊是与光圈的大小有关的。

小光圈时，由于光阑挡去了远轴光线，弥散圆的直径就小，图像就会清晰。

大光圈时弥散圆直径就大，图像就会比较模糊。

必须注意，这种由球差引起的图像模糊与景深中的模糊完全是两会事，不可以混为一谈的。

球差可以通过复合透镜或者非球面镜等办法在最大限度下消除的。

在照相镜头中，光圈(孔径)数增加一档（光孔缩小一档），球差就缩小一半。

我们在拍摄时，只要光线条件允许，可以考虑使用较小的光圈(孔径)来减小球差的影响。

1.2彗差是在轴外成像时产生的一种像差。

从光轴外的某一点向镜头发出一束平行光线，经光学系统后，在像平面上并不是成一个点的像，而是形成不对称的弥散光斑，这种弥散光斑的形状象彗星，从中心到边缘拖着一个由细到粗的尾巴，首端明亮、清晰，尾端宽大、暗淡、模糊。

ZEMAX葵花宝典1(入门篇)

ZEMAX葵花宝典1(入门篇)目录例子1 单透镜(Singlet) .............................................................. .............................................. 5 1.1 单透镜 ..................................................................... ....................................................... 5 1.2 设罝系统孔径 ..................................................................... ............................................ 5 1.3 设罝视场角 ..................................................................... ................................................ 7 1.4 设罝波长...................................................................... ................................................... 7 1.5 键入透镜资料 ..................................................................... ............................................ 8 1.6 设罝透镜参数 ..................................................................... ............................................ 9 1.7 评估系统性能 ..................................................................... ............................................ 9 1.8 使用解 ..................................................................... ..................................................... 10 1.9 设罝优化...................................................................... ................................................. 11 1.10 建立绩效函数 ..................................................................... ........................................ 12 1.11 增加限制条件 ..................................................................... ........................................ 13 1.12 运行优化 ..................................................................... ................................................ 13 1.13 光线扇形图 ..................................................................... ............................................ 14 1.14 二维设计图 ..................................................................... ............................................ 14 1.15 弥散斑 ..................................................................... ................................................... 15 1.16 光程差扇形图 ..................................................................... ........................................ 16 1.17 进一步分析 ..................................................................... ............................................ 17 例子2 座标变换(CoordinateBreaks) ................................................................ .................... 18 2.1 座标变换...................................................................... ................................................. 18 2.2 顺序旗标...................................................................... ................................................. 18 2.3 座标变换的应用 ........................................................................................................... 19 2.4 工具,转折面镜sahaja ................................................................. ............................... 19 2.5 例子,转折面镜 ..................................................................... ...................................... 20 2.6 新增转折面镜 ..................................................................... .......................................... 20 2.7 修正透镜资料编辑器...................................................................... .............................. 21 2.8 删除转折面镜 ..................................................................... .......................................... 22 2.9 倾斜与离轴 ..................................................................... .............................................. 23 2.10 工具,倾斜与离轴 ..................................................................... ................................ 23 2.11 例子,倾斜与离轴 ..................................................................... ................................ 24 2.12 处理倾斜与离轴 ..................................................................... .................................... 24 2.13 设罝倾斜与离轴 ..................................................................... .................................... 25 例子3 牛顿式望远镜 (Newtonian Telescope) ............................................................. .. (26)1 / 873.1 牛顿式望远镜 ..................................................................... .......................................... 26 3.2 孔径、单位、视场角及波长 ..................................................................... ................. 26 3.3 键入透镜资料 ..................................................................... .......................................... 27 3.4 评估系统性能 ..................................................................... .......................................... 28 3.5 定义抛物面 ..................................................................... .............................................. 29 3.6 抛物型反射罩 ..................................................................... .......................................... 29 3.7 点扩散函数 ..................................................................... .............................................. 30 3.8 挡板 ..................................................................... ......................................................... 30 3.9 增加转折面镜 ..................................................................... .......................................... 31 3.10 座标变换 ..................................................................... ................................................ 33 3.11 设罝挡板 ..................................................................... ................................................ 33 3.12 挡板效果 ..................................................................... ................................................ 34 例子4 消色差单透镜(AchromaticSinglet) ............................................................... ............. 36 4.1 消色差单透镜 ..................................................................... .......................................... 36 4.2 标准单透镜 ..................................................................... .............................................. 37 4.3 新增衍射表面 ..................................................................... .......................................... 38 4.4 设罝衍射参数 ..................................................................... .......................................... 39 4.5 评估系统性能 ..................................................................... .......................................... 40 4.6 相位属性分析 ..................................................................... .......................................... 41 例子5 变焦透镜 (Zoom Lens) .................................................................. .............................. 42 5.1 变焦透镜...................................................................... ................................................. 42 5.2 设罝系统参数 ..................................................................... .......................................... 42 5.3 初始透镜参数 ............................................................................................................... 43 5.4 设罝视场角 ..................................................................... .............................................. 44 5.5 设罝波长...................................................................... ................................................. 44 5.6 定义多组态透镜 ..................................................................... ...................................... 45 5.7 键入多组态参数 ..................................................................... ...................................... 46 5.8 设罝多组态变数 ..................................................................... ...................................... 46 5.9 建立多组态绩效函数...................................................................... .............................. 47 5.10 增加限制条件 ..................................................................... ........................................ 48 5.11 设罝透镜尺寸 ..................................................................... ........................................ 48 5.12 运行优化 ..................................................................... ................................................ 49 5.13 评估系统性能 ..................................................................... ........................................ 50 例子6 公差(Tolerancing) .......................................................... ............................................. 51 6.1 概论 .............................................................................................................................. 51 6.2 公差 ..................................................................... (52)2 / 876.3 误差来源...................................................................... ................................................. 52 6.4 设罝公差...................................................................... ................................................. 53 6.5 公差操作数 ..................................................................... .............................................. 53 6.6 双透镜的公差分析 ..................................................................... .................................. 54 6.7 制造与组装公差 ..................................................................... ...................................... 55 6.8 误差描述...................................................................... ................................................. 56 6.9 灵敏度分析 ..................................................................... .............................................. 57 6.10 初步公差分析 ..................................................................... ........................................ 57 6.11 公差分析结果 ..................................................................... ........................................ 58 6.12 统计分析 ..................................................................................................................... 58 6.13 反灵敏度分析 ..................................................................... ........................................ 59 6.14 个别分析视场角/组态 ..................................................................... ........................... 60 6.15 限制公差范围 ..................................................................... ........................................ 60 6.16 设罝限制条件 ..................................................................... ........................................ 61 6.17 修正公差范围 ..................................................................... ........................................ 61 6.18 蒙地卡罗分析 ..................................................................... ........................................ 62 6.19 蒙地卡罗统计 ..................................................................... ........................................ 62 6.20 进一步分析 ..................................................................... ............................................ 63 例子7 混合式非序列 (NSC withPorts) ................................................................. ................. 63 7.1 混合式非序列 ..................................................................... .......................................... 63 7.2 例子,混合式非序列...................................................................... .............................. 64 7.3 出口埠 ..................................................................... ..................................................... 67 7.4非序列组件 ..................................................................... ............................................... 68 7.5 对象属性...................................................................... ................................................. 68 7.6 非序列性透镜对象 ..................................................................... .................................. 69 7.7 复制对象...................................................................... ................................................. 70 7.8 定义多焦透镜 ..................................................................... .......................................... 70 7.9 表面折射...................................................................... ................................................. 70 7.10 空气透镜 ..................................................................... ................................................ 71 7.11 调整焦距参数 ..................................................................... ........................................ 72 7.12 多焦透镜 ..................................................................... ................................................ 72 7.13 运行优化 ..................................................................... ................................................ 73 7.14 带状优化 ..................................................................... ................................................ 74 7.15 目标局部 ..................................................................... ................................................ 76 7.16 光线目标 ..................................................................... ................................................ 77 7.17 系统性能 ..................................................................... ................................................ 78 7.18 运行影像分析性能之优化 ..................................................................... ..................... 78 7.19 设罝变数 ..................................................................... (79)3 / 877.20 最终设计 ..................................................................... ................................................ 80 例子8 物理光学传播(Physical OpticsPropagation) ........................................................... ... 81 8.1 物理光学传播 ..................................................................... .......................................... 81 8.2 定义光线...................................................................... ................................................. 83 8.3 设罝显示参数 ..................................................................... .......................................... 85 8.4 一阶局部...................................................................... ................................................. 85 8.5 其它局部...................................................................... ................................................. 86 8.6 辐射照度分布 ..................................................................... (86)4 / 87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。

ZEMAX入门教学

课程设计安排本课程设计着眼于应用光学的基本理论知识、光学设计基本理论和方法，侧重于典型系统具体设计的思路和过程，加强学生对光学设计的切身领会和理解，将理论与实际融合、统一，以提高学生综合分析及解决问题能力的培养。

结合<<ZEMAX光学软件课程>>、<<工程光学课程设计>>和课件《光学设计软件应用课件》中的内容熟悉zemax软件和光学设计内容：特别要掌握zemax软件中以下菜单的内容：1 输入透镜参数对话框：lens data editor,2 system菜单下的输入光学系统数据： general, field wavelength3. 光学性能分析(Analysis)中Lay out，Fan，RMS，MTF Seidel 像差系数各菜单4 Merit Function Editor：优化函数构建和作用在学习过以上内容的基础上，在ZEMAX软件上设计以下镜头设计(通过设计镜头熟悉zemax和光学设计理论知识,设计时需要不断去重新学习课本和课件知识，切记软件只是帮助你设计镜头，而不是代替你设计镜头）：ZEMAX入门教学例子 1 单透镜(Singlet) (3)例子 2 座标变换(Coordinate Breaks)................................18例子 3 牛顿式望远镜(Newtonian Telescope). (26)例子4消色差单透镜(Achromatic Singlet) (40)例子5变焦透镜(Zoom Lens) (47)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。

Zemax中opd图像的分析

zemax中的OPD图OPD即optical path difference(光程差)，也就是波像差图。

横轴PY、PX是光学系统的入瞳标量，因此总是从-1到+1之间。

纵坐标EY、EX即表示波像差。

通过和ray fan的对比可以定位具体是哪种像差更明显。

光程差或OPD，在光学设计计算中很有意义，因为光程差表示成像的波前位相误差。

对零光程的任意偏离都会在光学系统中形成衍射图像时产生误差。

因为出瞳是光栏在像空间的像，出瞳表示像空间光束有清晰边界的位置。

出瞳处的照度，其振幅和位相通常是平滑变化的，零振幅和非零振幅区域有明显的界限。

换句话讲，在出瞳处观察，可以合理地假定波前没有明显的衍射影响。

如果光学系统中的所有面的通光孔径比受光栏限制入射到每一面上的光束尺寸大，这一假定基本上是事实。

甚至如果出瞳是虚拟的（这是常有的），出瞳仍然定义了像空间光束无衍射影响的唯一位置。

当波前从出瞳传播到像平面时，光束外形在振幅和位相上变得很复杂，由于衍射的影响，波前扩展到整个空间。

因此，为了精确地描述了波前和像的质量，在出瞳上测量位相误差是唯一有效和非常重要的。

ZEMAX 缺省时，使用出瞳作为计算OPD 的参考面。

因此，对一条给定的光线进行OPD 计算时，光线通过光学系统追迹，自始至终到达像平面，然后反向追迹到位于出瞳处的参考球面。

这个面后得到的OPD 是有物理意义的位相误差，它对于如MTF，PSF 和环带能量等衍射计算是很重要的。

由光线向后追迹到出瞳而得的附加路程，从参考球面的半径中减去，得到OPD 的微小调整，称之为”校正项”。

这种计算对于所有实际应用是正确和需要的。

但是，ZEMAX 也允许选择两种其他参考方法，即无限远处面和绝对参考面。

zemax学习报告解读

ZEMAX软件学习报告摘要：目前我对ZAMAX光学设计软件进行了初步入门学习，简单了解了ZEMAX 光学设计软件的实际运用的几个例子，以及对其步骤进行了详细理解。

对其分析和运用过程的问题进行阐述。

关键词：zemax 运用例子使用问题引言：ZEMAX是美国 Radiant Zemax 公司所发展出的光学设计软件，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是套可以运算sequential（序列性）及Non-Sequential（非序列性）光学设计的软件。

ZEMAX光学设计程序是一个完整的光学设计软件，是将实际光学系统的设计概念，优化，分析，公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真软件。

包括光学设计需要的所有功能，可以在实践中对所有光学系统进行设计，优化，分析，并具有容差能力，所有这些强大的功能都直观的呈现于用户界面中。

ZEMAX功能强大，速度快，灵活方便，是一个很好的综合性程序。

ZEMAX能够模拟连续和非连续成像系统及非成像系统。

ZEMAX 能够在光学系统设计中实现建模、分析和其他的辅助功能。

ZEMAX 的界面简单易用，只需稍加练习，就能够实现互动设计。

ZEMAX 中有很多功能能够通过选择对话框和下拉菜单来实现。

同时，也提供快捷键以便快速使用菜单命令。

手册中对使 ZEMAX 时的一些惯用方法进行了解释，对设计过程和各种功能进行了描述。

ZEMAX目前已经是被光电子领域熟知的光学设计的首选软件。

该软件拥有两大特点，就是可以实现序列和非序列分析。

在全球范围内，这款软件已经被广大的应用在设计显示系统，照明，成像的使用系统，激光系统以及漫射光的设计应用方面。

一、ZEMAX光学设计软件运用实例：1、单透镜（a singlet）：主要运用ZEMAX光学设计软件设计了一个F/4的镜片，焦距为100mm，在轴上可见光谱范围内，用BK7玻璃的单透镜。

zmax_1单透镜的设计

Zmax-单透镜的设计目的：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），确定厚度求解方法和变量，进行简单的优化。

如：用 BK7 玻璃，在轴上可见光谱范围内，设计一个 F/4 的镜片，焦距为100mm的单透镜。

波长设置：选择“系统（System）”菜单下的“波长（Wavelengths）孔径设置：需要一个F/4 镜头，我们需要一个25mm 的孔径（100mm 的焦距除F/4）选择“系统”中的“通常（General）”菜单项设置表面，每一个面有一个曲率半径，厚度（到下一个面的轴上距离），和玻璃。

物平面，在左边以OBJ 表示；光阑面，以STO 表示；还有像平面，以IMA 表示。

此处单透镜来说，我们共需要四个面：物平面，前镜面（同时也是光阑面），后镜面，和像平面。

分别为：0，1，2，3，面。

输入前镜面玻璃属性，STO面玻璃栏输入BK7。

输入其他参数。

曲率和厚度等。

那么如何判断这个镜片是否合适？先选择“分析（Analysis）”菜单，然后选择“图（Fan）”菜单，再选择“光线像差（Ray Aberration）。

左边的图形中以“EY”代替εY。

这是Y 方向的像差，有时也叫做子午的，或YZ 面的。

右图以“EX”代替εX，有时也叫做弧矢的，或XZ 面的。

光线特性曲线通过原点的倾斜表示有离焦现象存在。

首先解决离焦的问题，用Solve 来进行操作。

为了将像平面设置在近轴焦点上，在第2面的厚度上双击，弹出SOLVE 对话框，它只简单地显示“固定（Fixed）”。

在下拉框上单击，将SOLVE类型改变为“边缘光高（Marginal Ray Height）”，然后单击OK。

用这样的求解办法将会调整厚度使像面上的边缘光线高度为0，即是近轴焦点。

注意第2面的厚度会自动地调整到约96mm再次查看RAY离焦已消失，主要的像差是球差。

注意图中比例的改变。

Zemax RANFAN

ray fan在zemax中有一个重要的分析手段，就是显示ray fan图。

显示ray fan可以通过多种方式，比如菜单analysis－fans－ray aberration显示；也可以通过直接点击在菜单栏目上的Ray 按钮。

ray fan表示是光学系统的综合误差。

它的横坐标是光学系统的入瞳标量，因此总是从－1到＋1之间。

显然0的位置对应就是光轴在入瞳中心的焦点。

纵坐标则是针对主光线（发光点直穿光阑中心点的那条光线）在像面上的位置的相对数值。

由于我们在计算光路的时候，通常仅仅考虑两类光线，子午面和弧矢面。

这样对于不同的面，就有两种不同rayfan显示。

要概念上理解ray fan图，我们假设有一个薄透镜的光学系统。

光阑就在这个薄透镜上。

有一个在子午面上的轴外点，发出一束光线射向这个透镜，那么它在子午面的ray fan图将是这样绘制的：首先，这一束光线会射向光学系统的入瞳（同时也是光阑）上，会在子午面上有一个光束的分布。

因此他们每个对应点都将在未来的rayfan图上显示－1到＋1的横坐标。

显然主光线的位置是光阑的中点，就是0的位置。

然后这一束光线继续穿过光学系统，最后折射到像面上。

由于由像差的存在；在像面的子午面上将形成由无数光点形成的光线。

（对于理想的光学系统，还是应该形成一个点）这个线上一定会有一个点，是由主光线形成的。

这个点就做为整个像差的参考原点。

其他的各个点到这个点的位置差值就是在ray fan中对应于各个横坐标入瞳位置的纵坐标值！这样，一系列的点就可以在这个下xy的坐标系统中表示出来。

只要有足够的点，就能连接绘制一个完整的ray fan图。

这就是ray fan图的含义，它表示的是这个光学系统参照入瞳位置的像差综合值。

需要指出的是：● 由于有子午和弧矢两个面，因此对于每个视场的ray fan都有两个。

一个子午T（对应于PY和EY），和一个弧矢S（对应于PX和EX）● 又由于系统选择的光线不同，在每个视场的ray fan中可能会显示多个光线的不同ray fan。

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。