ZEMAX用户界面简要说明
ZEMAX光学设计软件操作说明详解
ZEMAX光学设计软件操作说明详解Zemax是一种光学设计软件，它提供了丰富的功能和工具，用于设计和优化光学系统。
以下是对Zemax光学设计软件的操作说明的详细解释。
工具栏是软件的快速访问工具。
其中包含了一些最常用的工具按钮，例如放大、缩小、旋转和平移视图等。
您可以通过单击这些按钮来快速执行相应的操作。
设置和属性面板是对光学系统进行设置和属性调整的地方。
您可以在设置面板中设置光源的参数，例如光强和颜色。
在属性面板中，您可以对每个光学元件的属性进行调整，例如位置、形状和材料属性等。
三维视图是用于可视化整个光学系统的地方。
您可以在这里查看光线的传播路径、光束的参数和各个光学元件的位置。
通过旋转、缩放和平移操作，您可以查看整个系统的不同视角。
在操作Zemax时，您需要先创建或导入光学设计文件。
然后，按照以下步骤进行操作：2.双击光学元件或在属性面板中进行设置，例如位置、孔径、曲率和折射率等。
3.在设置面板中选择光源类型和参数，并将其添加到光学系统中。
4.在光学系统中添加或删除光学元件，例如透镜、镜面和光学器件等。
5.使用光线追迹工具来模拟光线在光学系统中的传播，并分析光线的参数，例如入射角、焦点位置和光强分布等。
6.使用优化工具来调整光学元件的参数，以优化光学系统的性能，例如最小化像差、最大化光束质量和最优化焦点位置等。
7.最后，可以通过三维视图和结果分析面板来查看和评估整个光学系统的性能和效果。
需要注意的是，Zemax是一种强大的光学设计软件，操作较为复杂。
在使用之前，建议您先阅读官方提供的操作手册和教程，熟悉软件的功能和操作方法。
此外，良好的光学基础知识也是操作Zemax的前提。
以上是对Zemax光学设计软件操作说明的详细解释。
希望能帮助您理解和使用这一软件。
【ZEMAX光学设计软件操作说明详解】2 下
运算操作数（SUMM，OSUM，DIFF，PROD，DIVI，SQRT）连同参数操作数（CVGT，CVLT，CTGT，CTLT通而又复杂的优化操作数，如在“复合操作数的定义”一节中论述的一样，这些将在本章后面部分可以见到。
因为参数之间差别是空间的，如有效焦距（几十个毫米或者更多）和RMS 斑点尺寸（微米），所以对于一些以镜头长度单位测量的量加上一个为1 的权重通常是足够的。
然而，带有这个权重的有效焦距的残留值不可能为零。
提高权重可以使得到的系统的焦距更接近于要求的有效焦距。
在定义ETGT（边缘厚度大于）操作数时，这种影响是显而易见的。
通常，一个目标值为零的ETGT 将产生一个刚好略小于零的值。
与提高权重相比，规定一个值为.1 或者一些类似数字的目标值更加简单有效。
在改变操作数列表之后，可以通过选择工具，更新来更新每个操作数的当前值。
这对于通过核对来了解每个操作数的值是多少，哪个操作数对评价函数有最大的贡献，是十分有用的。
贡献值的百分数定义如下：这里下标j 表明所有操作数的总和。
这个评价函数将被自动和镜头文件一起被保存。
边界操作数的理解边界操作数，如MNCT、CTGT、DIMX 和其他一些，运行起来与特殊目标值的操作数，如TRAR 和TEAY，稍微有些不一样。
当你给一个参数规定一个边界时，你将指定一个目标值作为边界的定义。
例如，要保持表面5 的最小中心厚度为10mm，你可以使用一个普通的命令，如CTGT 5 10（这里5 在Int1 栏中，10 在目标值栏中）。
如果你更新评价函数，然后观察那个操作数的“数值”栏，这个数值会有两种可能情况：1) 如果违反了边界条件，那是指中心厚度小于10，那么这个厚度的实际值将被显示；2) 如果没违反边界条件，那是指中心厚度大于10，那么数值10 将被显示。
这个规则十分简单：如果违反了边界条件，则显示实际值；如果没违反边界条件，其数值将被设成目标值，因此被优化法则略过。
ZEMAX用户界面简要说明
②在
中的Glass Catalogs(玻璃库)选项卡中可以更 改当前使用的玻璃库。 ③在 中用于设置波长、权重因子和主波长。要使 用列表中的项目。可点击“Select”按钮。过改变 Primary选相中的标号可以改变主光线。
④在
Hale Waihona Puke 中视场数据也有不同的描述，可以用Angle(角度)、 Object Height(物高)、Paraxial Height(近轴像高)、Real Image Height(实际像高)这几种方式描述，具体情况根据 系统特点选择。 设计视场的选择 一般小视场光学系统（2ω<80°） 0、0.707、1.0 中等视场光学系统（80°<2ω<140°） 0、0.5、0.707、0.866、1.0 大视场光学系统（2ω>140°） 0、0.3、0.5、0.7、0.85、1.0
（3）输入面数据。
面数据主要有曲率半径、厚度、孔径、玻璃等种类。 ①曲率半径。在键入曲率半径时，首先是光阑面，其默认 值为第1面。当设置其他面为光阑时，具体操作是：右键单 击表面类型（Surface Type），将出现一个对话框，有左键 点击“Make Surface Stop”即可确定光阑面。 ②厚度（Thickness）：按面与面间隔键入。 ③孔径半径（Semi-Diameter）：可不设置。在ZEMAX中， 各镜表面的通光孔之半径数值将自动生成。 ④玻璃（Glass）：在Glass输入栏中，单击激活后键入所 选用玻璃。
一、实验目的：
了解光学设计软件ZEMAX的特点、ZEMAX的用户界
面和ZEMAX的相关功能和操作要点。
二、光学设计软件ZEMAX的特点
ZEMAX软件可模拟并建立如反射、折射、衍射、分光、
ZEMAX操作手册中文说明书
力。但是，由于程序往往都非常复杂，以致于即使是一组天才程序测试员都不可能发现所有疵病。因此， Focus Software 提供了周期性的疵病矫正方案。
如果你发现很明显的疵病，请告诉我们，并隔离能引起或导致疵病的确切操作，看看这种错误是否仅 仅发生在你所正在做的镜头文件中。通常，当疵病同时也出现在程序提供的例子中时，会比较容易被发现。
请再阅读本章前面的“ZEMAX 能做什么？” 升级方针
你将会定期地收到升级通知书，通知中将列举所能获得的新的功能。升级只包含在作为年度的技术支 持和更新费用之中。
第二章 用户界面
介绍 本章描述的是 ZEMAX 用户界面中的约定，并描述了一些常用窗口操作的快捷方式。一旦你学会贯穿在
整个软件中的简单约定，ZEMAX 用起来就很方便。为了一步一步地从例子中学会使用 ZEMAX 软件，请看教程 这章。 窗口类型
技术支持的定义是：任何需要一个工程师去解决的问题。它包括通过电话、电子邮件、传真或通信等 方式所提出的关于如何使用 ZEMAX，ZEMAX 的性能，在打印或上网时遇到的问题以及报告可疑的错误。
如果你认为你已经发现了一个错误，请参阅本章中的“疵病矫正方法”。 系统要求
ZEMAX 要求 Windows 或 Windows NT 的现行版本（如 Windows 95），16 兆的系统 RAM（32M 以上更好）， 和 40 兆的可用硬盘空间。一个光盘驱动器，建筑在 Intel 或 DEC 阿尔法基础的计算机。 安装过程
【ZEMAX光学设计软件操作说明详解】
【ZEMAX光学设计软件操作说明详解】第二章用户界面概述本章介绍了对ZEMAX用户界面进行操作的一些习惯用法，以及一些常用的窗口操作的快捷键。
一旦您学会了在整个程序中通用的简单的习惯用法，ZEMAX用起来就很容易了。
在线教程中，也有逐步学习ZEMAX使用方法的例子。
视窗的类型ZEMAX有不同类型的窗口，每类窗口完成不同的任务。
这些类型有：1、主窗口：这个窗口有很大的空白空间，顶端有标题栏，菜单栏和工具栏。
菜单栏中的命令通常与当前的光学系统相联系，成为一个整体。
2、编辑窗口：有六种不同的编辑1）透镜数据编辑；2）绩效函数编辑；3）多重结构编辑；4、额外数据（ZEMAX-EE）；5）公差数据编辑；和非顺序组件编辑（ZEMAX-EE）。
3、图形窗口：这类窗口用作呈现图像数据，例如：系统图；光线扇形图（Ran fan）；光学传递函数（MTF）；曲线（Dot Spot）……等等。
4、文本窗口：用来列出文本数据，例如：指定数据、像差系数、计算数据等。
5、对话窗口：对话框是弹出窗口，不能改变大小。
对话窗口用来改变选项和数据，如：视场；波长；孔径光阑；表面类型等。
在图像和文本窗口中，对话框也被广泛地用来改变选项，比如改变系统图中光线的数量。
除了对话框，所有窗口都能通过使用标准鼠标这键盘按钮进行移动和改变大小。
如果你对这些方法不熟悉，请参考有关Windows使用的书籍或者Windows的说明书。
主窗口的操作方法主窗口栏有几个菜单标题。
大部分菜单标题与这本手册后面的章节标题相对应。
从这些章节能够找到使用每一菜单项的具体方法。
以下是菜单的标题：File：用于镜头文件的打开、关闭、保存、重命名；Editors：用作调用（显示）其他的编辑窗口；System:用于确定整个光学系统的属性；Analysis：分析中的功能不是用于改变镜头数据，而是根据这些数据进行数字计算和图像显示分析。
包括：系统图（Layout）、Ray fans，Spot diagrams，Diffraction calculations and more。
ZEMAX操作说明第二章
【ZEMAX光学设计软件操作说明详解】第二章用户界面概述本章介绍了对ZEMAX用户界面进行操作的一些习惯用法，以及一些常用的窗口操作的快捷键。
一旦您学会了在整个程序中通用的简单的习惯用法， ZEMAX用起来就很容易了。
在线教程中，也有逐步学习ZEMAX使用方法的例子。
视窗的类型ZEMAX有不同类型的窗口，每类窗口完成不同的任务。
这些类型有：1、主窗口：这个窗口有很大的空白空间，顶端有标题栏，菜单栏和工具栏。
菜单栏中的命令通常与当前的光学系统相联系，成为一个整体。
2、编辑窗口：有六种不同的编辑1）透镜数据编辑；2）绩效函数编辑；3）多重结构编辑；4）额外数据（ZEMAX-EE）；5）公差数据编辑；和非顺序组件编辑（ZEMAX-EE）。
3、图形窗口：这类窗口用作呈现图像数据，例如：系统图；光线扇形图（Ran fan）；光学传递函数（MTF）；曲线（Dot Spot）……等等。
4、文本窗口：用来列出文本数据，例如：指定数据、像差系数、计算数据等。
5、对话窗口：对话框是弹出窗口，不能改变大小。
对话窗口用来改变选项和数据，如：视场；波长；孔径光阑；表面类型等。
在图像和文本窗口中，对话框也被广泛地用来改变选项，比如改变系统图中光线的数量。
除了对话框，所有窗口都能通过使用标准鼠标这键盘按钮进行移动和改变大小。
如果你对这些方法不熟悉，请参考有关Windows使用的书籍或者Windows的说明书。
主窗口的操作方法主窗口栏有几个菜单标题。
大部分菜单标题与这本手册后面的章节标题相对应。
从这些章节能够找到使用每一菜单项的具体方法。
以下是菜单的标题：File：用于镜头文件的打开、关闭、保存、重命名；Editors：用作调用（显示）其他的编辑窗口；System: 用于确定整个光学系统的属性；Analysis：分析中的功能不是用于改变镜头数据，而是根据这些数据进行数字计算和图像显示分析。
包括：系统图（Layout）、Ray fans，Spot diagrams，Diffraction calculations and more。
【ZEMAX光学设计软件操作说明详解】
【ZEMAX光学设计软件操作说明详解】第一章简介关于本手册的说明ZEMAX有三种不同的版本:ZEMAX-SE(标准版;ZEMAX-XE(扩展版;ZEMAX-EE(工程版。
这本手册涵盖了所有版本的功能,如果一些功能只在一种或者两种版本中存在,在文章中都会有标明。
如果某一种功能在ZEMAX-XE和ZEMAX-EE中能够使用,但是在ZEMAX-SE中没有,那么描述时手册中用如下文字标注出来:这一功能只在XE和EE版本中具有如果这一功能在ZEMAX-EE中具有,而在ZEMAX-XE 或者ZEMAX-SE中没有,那么描述时用下面的文子标注出来:这一功能只在ZEMAX-EE版本中具有注意,XE版本是SE版本的扩展;也就是说XE除具有SE的所有功能外,还有一些其他的功能。
同样,EE版本是XE版本的扩展。
这本手册包含微软操作系统下ZEMAX的所有三个版本。
ZEMAX@为FOCUS SOFTWARE,INC的注册商标ZEMAX能做什么?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不能做什么?ZEMAX程序和ZEMAX说明文件度不会教您如何设计镜头和光学系统,虽然程序会在光学设计和分析中起到很多的帮助,但设计者仍然是您。
ZEMAX说明文件也不是光学设计、术语和方法论的教材,ZEMAX的使用者可以得到关于使用这一程序的技术支持,但并不包括对基本的光学设计原理的指导。
如果您对光学设计缺乏经验,您可以阅读下列目录中的书。
Author(作者Title(书名Bass Handbook of OpticsBorn Wolf Principle of Optics Fischer Tadic-Galeb Optical System DesignHecht OpticsKingslake Lens Design FundamentalsLaikin Lens Design,Second EditionMahajan Aberration Theory Made SimpleO Shea Elements Modern Optical Design Rutten and van Venrooij Telescope Optics Smith,Warren Modern Lens DesignSmith,Warren Modern Optical Eengineering Welford Useful OpticsWelford Aberrations of Optics Systems Gregory Hallock Practical Computer-Aided LensDesign最重要的是,ZEMAX不能替代工程实践。
zmax教程
第三章约定和定义ZEMAX基本界面：如下图所示.包括一系列文件菜单和工具按钮.以及一个镜头数据编辑对话框.Zemax基本界面中有不同的窗口，各窗口有不同的用途，主要有：（1）主窗口：这个窗口有一个工作区和一个标题栏、一个菜单栏、一个工具栏.（2）编辑窗口：主要由透镜数据编辑窗口（LDE），优化函数编辑窗口，复合构造编辑窗口等组成.（3）图表窗口：用于显示数据、图表等，如设计布局图、扇型光线图等.（4）文本窗口：显示文本数据，如边缘厚度、像差系数等.下面将详细介绍各菜单及其子项的使用方法和功能：1、File菜单下的open项：主要是用来打开一个已存在的镜头文件，如图所示：2、编辑菜单下的镜头数据（LensDate）项：镜头数据编辑器是一个主要的电子表格，将镜头的主要数据填入就形成了镜头数据.这些数据包括系统中每一个面的曲率半径、厚度、玻璃材料.单透镜由两个面组成(前面和后面) ，物平面和像平面各需要一个面，这些数据可以直接输入到电子表格中.当镜头数据编辑器显示在显示屏时，可以将光标移至需要改动的地方并将所需的数值由键盘输入到电子表格中形成数据.每一列代表具有不同特性的数据，每一行表示一个光学面(或一个).如图所示.接下来我将重点说说对Lens Date的使用：插入或删除面数据(Inserting and deleting)在初始状态(除非镜头已给定) 通常显示三个面：即物面、光栏面、像面.物面与像面是永有的，不能删除.其它面可以用”Insert”和”Delete” 键插入或删除.物平面前和像平面后不能插入任何面.这里的“前面” 表示一个序号较小的面，而“后面” 表示一个序号大的面.光线顺序地通过各个表面，ZEMAX 中的面序号是从物面，即第0 面，到最后一个面（即像面）排列的.输入面注释(comments)每个面都有一个注释栏，通过它可以输入最大到32 个用户文本字符，这些注释能增强镜头特性的可读性，且不影响光线追迹.。
ZEMAX操作教程
ZEMAX操作教程ZEMAX是一个可以用来设计光学系统、模拟光线传播和优化光学元件的软件。
本篇文章将向大家介绍一些关于ZEMAX的基本操作方法和一些常用功能。
希望通过这篇文章，读者可以对ZEMAX有一个初步的了解，并能够在实际使用中应用相关技巧。
在开始设计光学系统之前，我们首先需要创建一个新的光学系统。
点击菜单栏中的"File"，选择"New"，然后选择"System"。
在弹出的对话框中，输入光学系统的名称和初始物方参数。
点击"OK"后，一个新的光学系统将被创建。
接下来，我们需要添加光学元件。
点击菜单栏中的"Insert"，可以选择向光学系统中添加各种不同类型的元件，例如透镜、反射镜、衍射光栅等。
选择相应的元件后，将其拖动到视窗中的适当位置即可。
对于一些元件，还可以通过点击右键来修改其属性和参数。
添加完所有的光学元件后，我们需要设置光源和探测器。
点击菜单栏中的"Insert"，选择"Source"和"Detector"，然后将它们分别拖动到光学系统的适当位置。
通过右键点击光源和探测器，我们可以设置它们的参数，例如波长、功率、位置等。
设置完光源和探测器后，我们可以进行光线追迹仿真。
点击菜单栏中的"Analyze"，选择"Sequential Mode"。
在弹出的对话框中，选择适当的仿真参数，例如光线追迹的方式、光线数目等。
点击"OK"后，ZEMAX将自动进行光线追迹仿真，并在视窗中显示光线的传播路径和光强分布。
进行光线追迹仿真后，我们可以对光学系统进行优化。
点击菜单栏中的"Tools"，选择"Optimization"。
在弹出的对话框中，选择适当的优化方法和目标函数。
光学设计软件ZEMAX简明教程(2024)
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拓展模块介绍及选购建议
• 高级光学设计模块：提供更高级的光学设计功能，如非球面优化、多波长分析等，适用于对光学性能有更高要 求的设计任务。
• 照明设计模块：专门针对照明系统设计的功能模块，包括光源建模、光斑分析、照度计算等，适用于照明领域 的设计师和工程师。
• 激光系统设计模块：针对激光系统的特殊需求提供的设计工具，包括激光束传播模拟、热效应分析等，适用于 激光技术研究和应用领域的专业人员。
分析光学系统成像质量的 重要工具，包括球差、彗 差、像散、场曲等。
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波动光学原理简介
光的波动性
光是一种电磁波，具有振幅、频率、相位等波动 特性。
干涉现象
两束或多束相干光波在空间某一点叠加时，产生 加强或减弱的现象。
衍射现象
光波遇到障碍物或小孔时，偏离直线传播路径的 现象。
2024/1/29
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典型光学系统分析
2024/1/29
选择合适的曲面形状
根据实际需求，选择合适的曲面反射镜形状，如球面、非球面等， 以实现特定的光学性能。
优化反射面精度
通过提高反射面加工精度、采用先进的抛光技术等手段，降低反射 面的粗糙度，提高反射镜的反射效率。
考虑热稳定性和机械稳定性
针对特定应用场景，选择具有优良热稳定性和机械稳定性的材料和 结构，以确保反射镜在复杂环境中的性能稳定性。
复杂光学系统设计
讨论复杂光学系统的设计方法，如多波长、 大视场等。
2024/1/29
梯度折射率透镜设计
研究梯度折射率透镜的设计原理和实现方法 。
新型光学材料应用
探讨新型光学材料在特殊透镜设计中的应用 。
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05 反射镜设计实例分析
2024/1/29
ZEMAX实践操作简明教程
2.1.5 Extra Data editor
需要很多参数的 surface data 的扩展。
2.1.6 Non-sequential component editor
定义和编辑 NSC sources, objects, detectors（如图 6 所示）。
图 6 非序列组件编辑
ZEMAX常常用点光源定义视场或物的大小：定义了点光源以后，可以建立扩展光 源的模型；每个系统最多可以定义12个视场点。
Zemax 支持的视场形式一共有Angle(Deg)、Object Height、Parax Image Height、Real Image Height 4种（如图12所示），其主要功能如表5所示。
3.6 设计结果报告
对于设计结果，可以给出各种数据的结果报告，可以是图形、曲线或表格的形 式，如：surface data(表面数据), system data(系统数据)，prescription data(处方数 据)、report graphic (报告图)等（如图 16 所示）
物空间边缘光线的数值孔径 nsinθ（物在有限远处保持 N.A.为常数） EPD 的大小由光栏的半径决定
Paraxial working F/#
像空间中定义的共轭近轴 1/2ntanθ，忽略像差
Object Cone Angle
物空间边缘光线的半角，最大可以达到 90 度（有限物距）
3.1.2 Field（视场）设置
图 8 图形窗口中的文本信息
表 3 Graphics windows 菜单功能
菜单项
Update
Setting
Copy Clipboard
ZEMAX操作说明
ZEMAX操作说明一、参数设置1、透镜基本参数设置①、Surf:Type这一选项表示输入面的类型，例如普通球面、柱面、镜面、渐变折射率面等。
②、Comment这一选项表示对输入面进行注解，填不填都可以。
③、Radius这一选项表示输入面的曲率半径，对于第一行输入光源来说如果是Infinity表示光源为平行光，如果输入数字a表示距离透镜第一个面距离为a的点光源。
④、Thickness这一选项表示输入相邻两个面的距离，对于一个透镜来说是透镜的中心厚度，对于两个透镜来说是两个透镜的间距。
⑤、Glass这一选项表示输入相邻两个面间的材质，可以输入玻璃、镜子、接收器，不输为空气。
⑥、Semi-Diameter这一选项表示输入光到达通光面的半径。
⑦、Conic这一选项表示输入面曲率半径的非球面系数。
2、光源基本参数设置①、GenEntrance Pupil Diameter表示入射光到达第一个面时的光斑大小，适用于光源为点光源或平行光。
Object Space NA表示入射光的数值孔径，适用于点光源。
②、Fie这一选项表示对输入光在入射面不同输入高度时的情况。
③、Wav这一选项表示对输入光的波长。
④、Lay和L3d这一选项表示输入透镜的平面图和3D图⑤、Spt这一选项表示输入光通过输入透镜后的弥散斑的大小，越小越好。
⑥、Mtf这一选项表示输入透镜的传递函数，与分辨率紧密相关。
⑦、Pre这一选项表示输入透镜的所有参数汇总表。
二、设计结果查看在Analysis一项中查看透镜像差。
初步学习在这一项中一般查看：Image Analysis，这一项中可以直观查看成像质量。
Miscellaneous，这一项中可以查看输入透镜的像差。
三、透镜优化1、双击你所需要优化的面，将其选择为Variable，须优化面后出现V2、在Editor中选择Merit Function后出现优化界面。
3、进入优化界面后，选择Tools中的第二项，出现对话框直接点OK。
光学设计软件ZEMAX简明教程
光学设计软件ZEMAX简明教程沈常宇中国计量学院光电子技术研究所目录第一章引言 (3)第二章ZEMAX的基本界面及文件菜单 (4)第三章编辑菜单 (6)第四章系统菜单 (12)第五章分析菜单 (17)第六章工具菜单 (29)第七章报告菜单 (36)第八章宏指令菜单 (38)第九章扩展命令菜单 (39)第十章表面类型简介 (40)第十一章设计优化实例 (46)第一章引言对于实际的光学系统来说，它的成像往往是非完善成像，对于怎样来判断一个光学系统的性能的优劣，是光学设计中遇到的一个重要问题.在当前计算机辅助科研、教学的迅猛发展过程中，计算机辅助光学系统设计已成为光学设计不可缺少的一种重要手段.其中，由美国焦点软件公司所发展出的光学设计软件ZEMAX，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 及Non-Sequential的软件.其主要特色有分析：提供多功能的分析图形，对话窗式的参数选择，方便分析，且可将分析图形存成图文件，例如：*.BMP, *.JPG．．．等，也可存成文字文件*.txt；优化：表栏式merit function参数输入，对话窗式预设merit function参数，方便使用者定义，且多种优化方式供使用者使用；公差分析：表栏式Tolerance 参数输入和对话窗式预设Tolerance参数，方便使用者定义；报表输出：多种图形报表输出，可将结果存成图文件及文字文件.但是，这里必须强调一点的是，ZEMAX软件只是一个光学设计辅助软件，也就是说，该软件不能教你怎么去进行光学设计，而只是能对你设计的光学系统进行性能的优化以达最佳成像质量.所以，在应用本教程进行光学辅助设计之前，您最好先学习一下光学设计的有关知识：首先是几何光学基础，几何光学是光学设计的基础.要做光学设计必须懂得各种光学仪器成像原理，外形尺寸计算方法，了解各种典型光学系统的设计方法和设计过程.实际光学系统大多由球面和平面构成.记住共轴球面系统光轴截面内光路计算的三角公式，了解公式中各参数的几何意义是必要的，具体公式可参考有关光学书籍，在此就不一一介绍了.对于平面零件有平面反射镜和棱镜，它们的主要作用多为改变光路方向，使倒像成为正像，或把白光分解为各种波长的单色光.在光学系统中造成光能损失的原因有三点：透射面的反射损失、反射面的吸收损失和光学材料内部的吸收损失.其次是像差理论知识，对于一个光学系统，一般存在7种几何像差，他们分别是球差、彗差、像散、场曲、畸变和位置色差以及倍率色差.另外，还必须了解一点材料的选择和公差的分配方面的知识，以及一些光学工艺的知识，包括切割，粗磨，精磨，抛光和磨边，最后还有镀膜和胶合等.第二章ZEMAX的基本界面及文件菜单§2.1 ZEMAX的基本界面ZEMAX的基本界面比较简单，如下图所示.包括一系列文件菜单和工具按钮.以及一个镜头数据编辑对话框.Zemax基本界面中有不同的窗口，各窗口有不同的用途，主要有：（1）主窗口：这个窗口有一个工作区和一个标题栏、一个菜单栏、一个工具栏.（2）编辑窗口：主要由透镜数据编辑窗口（LDE），优化函数编辑窗口，复合构造编辑窗口等组成.（3）图表窗口：用于显示数据、图表等，如设计布局图、扇型光线图等.（4）文本窗口：显示文本数据，如边缘厚度、像差系数等.下面将详细介绍各菜单及其子项的使用方法和功能：§2.2 文件菜单的各子项文件菜单的各子项如图所示.1.新建（New）目的：清除当前的镜头数据.说明：此选项使ZEMAX 恢复到起始状态.当前打开的窗口仍然打开，如果当前的镜头未保存，在退出前ZEMAX 将警告你要保存镜头数据.2.打开（Open）目的：打开一个已存在的镜头文件.说明：此选项打开一个新的镜头文件.当前打开的窗口仍然打开，如果当前的镜头未保存，在退出前ZEMAX 将警告你要保存镜头.3.保存（Save）目的：保存镜头文件.说明：此选项用于保存镜头文件，当将文件保存为另一名称或保存在另一路径下时，用“另存为”选项.4.另存为（Save as）目的：将镜头保存为另一名称.说明：此选项将文件保存为另一名称或保存在另一路径下.5.附加（Append）目的：将以前保存的镜头数据附加到当前镜头文件中.说明：这一选项同“打开”选项类似，但当前镜头数据并未覆盖.当选择文件附加后，ZEMAX 会提示新镜头插入面的数字，并为新数据让出空间.对话框中也有“Ignore Object”检验栏，缺省时将忽略新镜头的厚度.这样，新镜头数据将被附加在表面1 而不是表面0.虽然这一特性能保存许多键入的镜头，但是结果镜头包含一些特殊的表面，需稍加手工编辑达到希望的结果.6.环境（Environment）ZEMAX 允许使用一些能被设置和保存的选项，当ZEMAX 运行时，这些选项可被自动选择.主要配置文件是ZEMAX.CFG，这一文件能被删除，缺省时退回到启动配置.环境选项分为以下几组.7.退出（Exit）目的：退出ZEMAX.说明：如果镜头已被更改，ZEMAX 会提醒你保存镜头，否则，将终止程序.第三章编辑菜单编辑菜单（Editors）如下图所示：包括Lens Data，Merit Function，Multi-Config，Tolerance Data，Extra Data等.§3.1 镜头数据(Lens Data)镜头数据编辑器是一个主要的电子表格，将镜头的主要数据填入就形成了镜头数据.这些数据包括系统中每一个面的曲率半径、厚度、玻璃材料.单透镜由两个面组成(前面和后面) ，物平面和像平面各需要一个面，这些数据可以直接输入到电子表格中.当镜头数据编辑器显示在显示屏时，可以将光标移至需要改动的地方并将所需的数值由键盘输入到电子表格中形成数据.每一列代表具有不同特性的数据，每一行表示一个光学面(或一个).如图所示.移动光标可以到需要的任意行或列，向左和向右连续移动光标会使屏幕滚动，这时屏幕显示其他列的数据，如半口径，二次曲线系数，以及与所在的面的面型有关的参数.屏幕显示可以从左到右或从与右到左滚动.”Page Up”和”Page Down”键可以移动光标到所在列的头部或尾部.当镜头面数足够大时，屏幕显示也可以根据需要上下滚动.3.1.1插入或删除面数据(Inserting and deleting surfaces)在初始状态(除非镜头已给定) 通常显示三个面：即物面、光栏面、像面.物面与像面是永有的，不能删除.其它面可以用”Insert”和”Delete” 键插入或删除.物平面前和像平面后不能插入任何面.这里的“前面” 表示一个序号较小的面，而“后面” 表示一个序号大的面.光线顺序地通过各个表面，ZEMAX 中的面序号是从物面，即第0 面，到最后一个面（即像面）排列的.若想在电子表格中输入数据，移动光标到正确的方格，然后从键盘输入.可以用“BackSpace”键编辑修改当前的数据，一旦你要编辑方格中的内容，可以用“Left”，“Right”，“Home ”，“End”键浏览整个文件.当数据已改好时，按任意光标键或点击屏幕的任意位置或按“Enter” 键可结束当前编辑.在数据编辑器中还有一些快捷方法：若要增加当前的值，在数字前写一个加号，例如如果显示的数据是10，键入“+5” 按“Enter”键，数字会变为15 符号“*” 和“/ ” 也同样有效.要减少数字，可用负号和一个空格.如输入“-5” 可以将17 变为12.注意这里“-” 和“5”之间必须有一个空格，如果不输入一个空格，程序会认为是你输入的是一个负的新数值.输入“*-1” 可以改变数值的正负号.3.1.2输入面注释(Entering surface comments)每个面都有一个注释栏，通过它可以输入最大到32 个用户文本字符，这些注释能增强镜头特性的可读性，且不影响光线追迹.在某些分析功能中也会显示这些面的注释.整个注释内容都可以被隐藏.参见下面”OPTIONS” 菜单中的说明.3.1.3输入半径数据(Entering radii data)为输入或改变一个面的曲率半径，移动光标到所要的方格中，将新的数据键入.半径数据通常用透镜的计量单位输入和显示，这些计量单位是表示长度的.输入厚度(Entering thickness data)为输入或改变面的厚度，移动光标到所要的方格中，将新的数据键入，厚度数据通常用透镜的计量单位输入和显示.面厚度表示一个面到另一个面的距离.像平面的厚度是唯一不被使用的数据.通常在一个反射镜后改变厚度符号.奇数次反射后，所有的厚度都是负的，这种符号规定与反射镜的序号和当前的坐标转折无关.这种基本规定不能通过将坐标旋转180 度来代替.3.1.4输入玻璃数据(Entering glass data)每个面所用的玻璃材料是通过将玻璃名写入镜头数据编辑器的“Glass” 中来确定的.玻璃名字必须是当前已被装载的玻璃库中的玻璃名称之一，缺省的玻璃目录是“Schott” ，其它目录也是可选用的.要使用多个玻璃库或查阅、编辑、添加玻璃目录，参见”使用玻璃库”这一章.如要把某一个表面定为反射面，这一面的玻璃应命名为“Mirror”.当输入新玻璃时，可在玻璃名称上添加”/ P” 选择项，这个选项可以使ZEMAX 通过改变前后面的曲率半径来维持该面前后顶点间的光焦度保持不变.例如，如果玻璃已选择为BK7，输入一个新玻璃“SF1/P” 将使玻璃变为SF1，同时调整前后面半径使光焦度保持不变.ZEMAX 能保持顶点间的光焦度保持不变，但是由于玻璃的光学厚度的改变，整个光焦度将会有微小的改变，这种影响对薄透镜是很小的.3.1.5输入半口径数据(Entering semi-diameter)半口径的缺省值是由通过追迹各个视场的所有光线沿径向所需的通光半径自动计算获得的.如果半口径值已给定，那么这个给定的数据旁将有一个“U”，这说明此半口径是用户定义的，这个半口径只影响外形图中各面的绘图，不反映面的渐晕.3.1.6输入二次曲面数据(Entering conic data)许多不同的曲面面型中都允许有二次曲面数据.输入或改变一个面的二次曲面系数时，移动光标到所需的方格，键入新数值即可.二次曲面系数不是长度度量.参见面型关于二次曲面的定义.3.1.7确定光栏面(Defining the stop surface)光栏面可以是系统中除去物面和像面的任意一面.要改变光栏面，可双击将成为光栏面的这一行最左边的一列(即有数字的一列)，把面型对话框打开，单击“Make Surface Stop”标签，对话框消失，这个面显示”STO”，而不是面序数.确定光栏面时保证如下前提是很重要的：即使入射光瞳与物面同轴，假定此系统有坐标转折，偏心，全息，光栅以及其它能改变光轴的组件，应将光栏放在这些面之前.如果系统是关于光轴旋转对称的，那么这种限制就不需要了.只有使用了使光轴产生偏心或倾斜的面的系统，才要求将光栏放在这些面之前.如果坐标发生转折，对只是由反射镜组成的另一种共轴系统，那么即使光栏面放在这些反射镜后，光瞳位置也可以正确地计算出来.在某些系统中是不可能将孔径光栏放在坐标转折前的，因此，必须对光线进行定位，光线定位将在系统菜单（System Menu）一章中讲解.3.1.8选择面型(Selecting surface types)ZEMAX 中的面有平面，球面，二次曲面.所有这些面型都是在标准面型的基础上组合而成的.双击镜头数据编辑器最左一列，显示面型数据对话框.对话框里有一行是面型，从下拉菜单中选择适当的面型.ZEMAX 提供了包括标准型的多种面型.许多光学设计只使用标准面型.3.1.9各面通光口径的确定(Specifying surface apertures)各面的通光口径用来考虑渐晕的影响.ZEMAX 中有11 种通光口径类型：无口径，环形口径，环形挡光，长方形口径，长方形挡光，椭圆口径，椭圆挡光，星型挡光，用户自定义口径，用户自定义挡光和浮动口径.口径和挡光是用通过和阻拦光线的面积来分别定义的.当通光口径被定义在一个面时，ZEMAX 将在面序号前显示“*” ，或在数据编辑器中说明.可以在需要的位置插入一个厚度为0 的虚拟面，然后在此面上设定附加口径，从而在某一个光学元件中设定一个以上的口径，这对结构复杂的口径是很有用的.多重口径或挡光也可以由用户自定义其特性而同时放在一个单独的面上.可以在面数据对话框中为每个面设置通光口径.双击镜头数据编辑器最左边一列可产生面数据对话框.当口径类型为”无口径” (缺省值) 时，所有反射和折射的光线都允许通过该面.通过一个面的光线完全与镜头数据编辑器中的半口径值无关.这些设置的半口径数据只在绘制镜片元件图时起作用，不决定渐晕.为把口径变成缺省值或改变当前口径的类型，可以在面数据对话框种选择其它的口径类型.如图所示.下面分别讲述各个口径类型.(1) 环形口径/挡光：环形口径是由环形面积定义的，到达该面时小于最小半径和大于最大半径的光线被拦掉.最小与最大半径之间的光线允许通过.环形挡光与环形口径互补.(2) 长方形口径/挡光：如光线与该面的交点在由长方形的半宽度x，y决定的长方形面积以外，光线被阻止通过该面.长方形挡光与长方形口径互补.(3) 椭圆口径/挡光：如光线与该面的交点在由椭圆的半宽度x，y 决定的椭圆面积以外，光线被阻止通过该面.椭圆挡光与椭圆口径互补.(4) 星形：星形是由每臂的宽度和臂数定义的.ZEMAX 中假定取相同臂长，相同转角分布.第一个臂取沿x 轴正向角度为零的位置.具有不同臂长和不同转角分布的复杂星形可以用相邻的多个虚拟面上的几个星形构成.坐标转折面可以将星形旋转至任何想要的角度.(5)用户自定义口径/挡光：参见下一节中的详述.(6)浮动口径：除了最小半径一直为零外，它与环形口径是相似的.最大半径与该面的半口径相同，由于半口径值可以用ZEMAX 调整(在自动模式下) ，因而口径值随半口径值浮动.当宏指令或外部程序追迹缺省半口径以外的光线时，浮动口径是很有用的，它可以将这些光线拦掉.上述的所有口径都是由顶点的子午面向光学面投影模拟的.实际光线与表面交点的坐标x，y 用来决定渐晕，z 坐标被忽略.如果口径被放在当作光学面前面的虚构面而不是直接放在曲面上，那么对陡峭的光学面来说，会有不同的计算结果.只有在入射角很陡时这种情况才会发生.除非虚构面能更精确地代表你的现状，通常最好将口径直接放在光学面上.用输入X 偏离量或Y 偏离量或X、Y 偏离量的方法，所有类型的口径都可以偏离当前光轴，.这种偏离量以透镜计量单位给定.记住偏离不会改变主光线，光栏必须与物体同轴.例如：设计一个离轴望远镜，可以将光栏放在光轴和离轴系统中.(7)用户自定义口径和挡光(User defined apertures and obscurations)通常，可以方便地使用环形，长方形，椭圆口径和挡光，它们包括了大多数情况.但是，有时候需要一个更广义的口径.ZEMAX 允许用户用一系列有序数对(x1，y1)，(x2，y2)，. (xn，yn)，来定义口径.这些点是多边形的顶点.多边形可以是任何形状，且可以用简单或复杂的方式封闭.复合多边形可以定义成嵌套或独立.建立用户自定义口径或挡光，从口径类型列表中选择需要的类型(口径或挡光) 然后点击“ Edit User Aperture“，将会出现一个允许编辑和滚动定义多边形的点的列表框.这是一个简单的文本编辑器.该面的X 和Y 的坐标可以直接输入，用一组X 和Y 都设置为0的数据行表示多边形的端点.因而多边形不能用顶点为(0，0) 的点定义.若一个顶点必须定义为（0，0），那么将用一个非常小的值代替其中的一个.例如(1e -6，0 ) ，只要至少有一个坐标不为0，那么这个点就被认为是顶点而不是表示多边形的端点.最后列出的顶点被认为与第一个点相连.例如定义一个边长为20 单位的矩形.这些点为-10，-10-10，1010，1010，-100，0注意，最后一个点与第一个点是被假定相联的.因而定义了矩形的最后一条边.复合多边形用坐标为(0，0) 的行将其分开.例如，由两个狭缝组成的口径，每个狭缝的宽度是5 个单位，狭缝之间相隔10个单位，这些点为：-10，-10-10，10-5，10-5，-100，010，-1010，105，105，-100，0复合多边形也可以被嵌套.若一条光线的交点落在一个多边形中，而这个多边形又位于另一个多边形里面，那么这个点被认为是在口径外.允许在一个口径中定义一个岛形（Islands），使其变为挡光，反之亦然.允许有多层嵌套，每层都产生点的在内和在外的状态.允许用户自定义口径中的点的最大数目为100.3.1.10.到达表面和从表面射出的光线的隐藏(Hiding rays to and fromsurfaces)面对话框中有一个“hiding” 选项，可把到达表面和从表面射出的光线隐藏起来.若此选项被选中，在输出的各种外形图中被选中的面上将不绘制到达或从面上射出的光线.3.1.11.设置和撤销求解(Setting and removing solves)大多数数据列(如半径和厚度) 会有一种或多种求解的方法.在一个方格中设定解，在该位置处双击鼠标左键，单击鼠标右键或者在镜头数据编辑器中选择菜单都可实现上述功能.3.1.12.LDE窗口的选项菜单(Menu options)镜头数据编辑器中的选项栏用来插入和删除面数据，选择面型，和设置解和变量.1．编辑(Edit)：编辑菜单中提供以下选项，如图所示：面型（Surface Type）：这个选项可以改变面型.插入面(Insert Surface)：在电子表格的当前行中插入新面.快捷方式：Insert.后插入(Insert After)：在电子表格的当前行后中插入新面.快捷方式：Ctrl-Insert.删除面(Delete Surface)：删除电子表格的当前行.快捷方式：Delete.剪切面(Cut Surface)：将单面或多个面数据复制到Windows 剪切板上，然后删除这些面.单面或多面必须用以下的任一种方式选中.用鼠标：单击所要选中的第一面.按住左键拖动鼠标将所选的面覆盖.被选中的面会用当前显示色的反色显示.若只选一个面，从所要的面处上下拖动鼠标至两行被选中，然后将鼠标拖回到所要的行.用键盘：将光标移至所要面的任意方格.按住Shift 键，上下移动光标直到所需的面被选中，被选中的面用当前显示色的反色显示.若只选一个面，从所要的面处上下移动光标至两行被选中，然后将光标移回到所要的行.复制面(Copy Surface)：将单面或多个面数据复制到Windows剪切板上.选中单面或多面，参见” Cut Surface”中的介绍.粘贴面(Paste Surface)：从Windows 剪切板上复制单面或多个面数据到镜头数据编辑器中当前光标的位置.面数据必须先用上面讲的“Cut Surface”或“Copy Surface”复制到Windows 剪切板上.复制方格(Copy Cell)：复制单个方格数据到Windows 剪切板上.粘贴方格(Paste Cell)：将Windows 剪切板上的单个方格复制到当前方格.数据必须先用“Copy Cell”将其复制到Windows 剪切板上.复制电子表格(Copy Spreadsheet)：用适合于粘帖到另外的Windows 应用程序的文本格式将高亮显示的面或整个表格(如果没有面被选中) 复制到Windows 剪切板上.3.2 求解(Solves):解和变量可以设置在镜头数据编辑器中的许多数据上.如图所示.半径(Radius)：设置曲率半径求解.厚度(Thickness)：设置厚度求解.玻璃(Glass)：设置玻璃求解.半口径(Semi-Diameter)：设置半口径求解.二次曲线(Conic)：设置二次曲线系数求解.参数(Parameter)：设置参数列的求解.变量附加标识(Variable Toggle)：把当前所选方格的状态变为可变.此操作的快捷方式为Ctrl-Z.3.3 选项(Options)显示注释(Show Comments)：若该菜单被选取，将显示注释列.若未被选取，注释列将隐藏.如图所示.注释的显示与隐藏，只是用于当前对话期间.3．4帮助(Help)使用LDE(Using LDE)：产生使用镜头数据编辑器的联机帮助.3.5．价函数(Merit Function):评价函数编辑器用来定义，修改，和检查系统的评价函数.系统的评价函数用于优化.如下图所示.第四章系统菜单系统菜单包括以下各子项：Update All，Update，General，Advanced，Fields，Wavelengths，Polarization State，等.4.1 全部更新（Update All）这个选项更新全部窗口以反映最新镜头数据.ZEMAX 不能在图形和文件窗口自动改变最后形成的镜头数据.这是由于新数据在镜头数据编辑器中被键入时，ZEMAX 如果不断地计算MTF，光线特性曲线，点列图和其它数据，那么程序反应会变得很慢.对镜头做所有需要的改变，然后选择“Update All”来更新和重新计算所有的数据窗口.单个曲线和文本窗口（非编辑器）也可以双击窗口内的任意位置更新.4.2 更新（Update）这个选项只更新镜头数据编辑器和附加数据编辑器中的数据.更新功能用来重新计算一阶特性，如光瞳位置，半口径，折射率和求解值.只影响镜头数据编辑器和附加数据编辑器中的当前数据.参见本章中§1 全部更新“Updata All”的内容.4.3 通用数据（General）这个选项产生通用系统数据对话框，它用来定义作为整个系统的镜头的公共数据，而不是与单个面有关的数据.参见“Advanced”部分.1)镜头标题（Lens Title）2)镜头标题出现在曲线和文本输出中.标题是通过将题目输入到所需位置得到的.附加的文本数据可以放在大多数图形输出中，参见本章后面“Configuring the environment”的说明.3)光圈类型（Aperture Type）4)系统光圈表示在光轴上通过系统的光束大小.要建立系统光圈，需要定义系统光圈类型和系统光圈值.用光标在下拉列表中选择所需的类型.系统光圈类型有如下几种：5)入瞳直径（Entrance Pupil Diameter）：用透镜计量单位表示的物空间光瞳直径6)像空间F/# （Image Space F/#）：与无穷远共轭的像空间近轴F/#7)物空间数值孔径（Object Space Numerical Aperture）物空间边8)缘光线的数值孔径（nsinθm）9)通过光栏尺寸浮动（Float by Stop Size）：用光栏面的半口径定义10)近轴工作F/#（Paraxial Working F/#）：共轭像空间近轴F/#11)物方锥形角（Object Cone Angle）：物空间边缘光线的半角度，它可以超过90 度.这些术语在第三章“约定和定义”中进一步定义.若选择了“ObjectSpace N.A”或“Object cone angle”作为系统光圈类型，物方厚度必须小于无穷远.上述类型中只有一种系统光圈类型可以被定义.例如，一旦入瞳直径确定，以上说明的所有其它光圈都由镜头规格决定.12)光圈值（Aperture Value）:系统光圈值与所选的系统光圈类型有关.例如，如果选择“Entrance Pupil Diameter” 作为系统光圈类型，系统光圈值是用透镜计量单位表示的入瞳直径.ZEMAX 采用光圈类型和光圈数值一起来决定系统的某些基本量的大小，如入瞳尺寸和各个元件的清晰口径.选择“Float by Stop Size”为系统光圈类型是上述规律的唯一例外.如果选择“ Float by Stop Size” 作为系统光圈类型，光栏面（镜头数据编辑器中设置）的半口径用来定义系统光圈.13)镜头单位（Lens Units）:镜头单位有四种选择：毫米，厘米，英尺，或米.这些单位用来表示数据，如半径，厚度，和入瞳直径.许多图形（光学特性曲线，点列图）使用微米做单位，波长也是用微米表示.14)玻璃库（Glass Catalogs）本控件组有一个列出当前被使用的玻璃库（无扩展名）名称的可编辑栏.栏的缺省值是”schott”，它表示镜头可以从库中使用玻璃.如果需要不同玻璃类别，可以用按钮或键入玻璃类名来选择.若要使用不在按钮列表中的玻璃库，可以在在编辑栏键入类名.多个玻璃库之间可以用空格来分隔.关于改变玻璃库的内容参见“使用玻璃目录”一章.15)注解（Notes）:注解部分允许输入几行文本，它们与镜头文件一起被存储.4.4 高级数据（Advanced）这个选项产生Advanced System Data 对话框，它不是定义与单个面有关的数据，而是用来定义作为整个系统的镜头的少数公共数据.参见“通用” 部分.1)光线定位（Ray Aiming）:光线定位选择框由三种状态：无（None），近轴光线参考（Paraxial Reference）和实际光线参考（Real Reference）.如果光线定位状态为“None”，ZEMAX 用近轴入瞳尺寸和位置来决定从物面发出的主波长光线，而入瞳由光圈设置确定并用主波长在轴上计算.这表示ZEMAX 忽略入瞳像差.对于有中等视场的小孔径系统，这是完全可以接受的.但是，那些有小F 数或大视场角的系统，具有很大的入瞳像差.光瞳像差的两个主。
ZEMAX操作说明
ZEMAX操作说明1.界面介绍-菜单栏：包含了各种操作和设置选项。
-工具栏：提供了常用的工具按钮，方便用户进行一些快捷操作。
-设置窗口：用于设置系统参数和优化选项。
2.新建和打开文件在ZEMAX中，用户可以使用菜单栏中的“文件”选项来新建和打开文件。
选择“新建文件”可以创建一个新的ZEMAX文件，选择“打开文件”可以从计算机中打开已有的ZEMAX文件。
3.绘制模型4.设置系统参数5.添加并设置光学元件6.进行光束追迹和分析在ZEMAX中，用户可以使用“分析”菜单中的“光束追迹”选项来进行光束的追踪和分析。
通过选择适当的追踪模式和设置参数，用户可以模拟光束在光学系统中的传播路径，并分析光束的特性，如光强、入射角和相位等。
7.进行系统优化ZEMAX提供了强大的系统优化功能，使用户可以通过改变系统的参数和元件来优化系统的性能。
用户可以使用“分析”菜单中的“最优化”选项来设置和运行系统优化。
通过选择适当的优化算法和定义优化目标，用户可以找到最佳的系统参数组合。
8.生成和导出结果在ZEMAX中，用户可以使用“分析”菜单中的“生成图表”选项来生成各种图表和图像。
用户可以选择适当的数据和图表类型，如波前图、MTF曲线和瑞利判据图等。
生成的图表和图像可以导出为常见的图像格式，如BMP、JPEG和PNG等。
9.保存和导出文件在ZEMAX中，用户可以使用菜单栏中的“文件”选项来保存和导出文件。
选择“保存文件”可以保存当前的ZEMAX文件，选择“导出文件”可以将当前的ZEMAX文件导出为其他格式，如TXT、CAD和STEP等。
10.学习和使用资源总结：ZEMAX是一种功能强大的光学系统设计和分析软件，它提供了许多操作和功能，使用户能够设计和优化光学系统。
通过了解和掌握ZEMAX的主要操作和使用方法，用户可以更好地使用ZEMAX来满足光学系统设计和分析的需求。
ZEMAX使用说明书(中文)
目录第1章引言第2章用户界面第3章约定和定义第4章教程教程1：单透镜教程2：双透镜教程3：牛顿望远镜教程4：带有非球面矫正器的施密特—卡塞格林系统教程5：多重结构配置的激光束扩大器教程6：折叠反射镜面和坐标断点教程7：消色差单透镜第5章文件菜单 (7)第6章编辑菜单 (14)第7章系统菜单 (31)第8章分析菜单 (44)§8.1 导言 (44)§8.2 外形图 (44)§8.3 特性曲线 (51)§8.4 点列图 (54)§8.5 调制传递函数MTF (58)§8.5.1 调制传递函数 (58)§8.5.2 离焦的MTF (60)§8.5.3 MTF曲面 (60)§8.5.4 MTF和视场的关系 (61)§8.5.6 离焦的MTF (63)§8.6 点扩散函数（PSF） (64)§8.6.1 FFT点扩散函数 (64)§8.6.2 惠更斯点扩散函数 (67)§8.6.3 用FFT计算PSF横截面 (69)§8.7 波前 (70)§8.7.1 波前图 (70)§8.7.2 干涉图 (71)§8.8 均方根 (72)§8.8.1 作为视场函数的均方根 (72)§8.8.2 作为波长函数的RMS (73)§8.8.3 作为离焦量函数的均方根 (74)§8.9 包围圆能量 (75)§8.9.1 衍射法 (75)§8.9.2 几何法 (76)§8.9.3 线性/边缘响应 (77)§8.10 照度 (78)§8.10.1 相对照度 (78)§8.10.2 渐晕图 (79)§8.10.3 XY方向照度分布 (80)§8.10.4 二维面照度 (82)§8.11 像分析 (82)§8.11.1 几何像分析 (82)§8.11.2 衍射像分析 (87)§8.12 其他 (91)§8.12.1 场曲和畸变 (91)§8.12.2 网格畸变 (94)§8.12.3 光线痕迹图 (96)§8.12.4 万用图表 (97)§8.12.5 纵向像差 (98)§8.12.6 横向色差 (99)§8.12.7 Y-Y bar图 (99)§8.12.8 焦点色位移 (100)§8.12.10 波长和内透过率的关系 (101)§8.12.11 玻璃图 (101)§8.12.10 系统总结图 (101)§8.13 计算 (103)§8.13.1 光线追迹 (103)§8.13.2 塞得系数 (104)第九章工具菜单 (108)§9.1 优化 (108)§9.2 全局优化 (108)§9.3 锤形优化 (108)§9.4 消除所有变量 (108)§9.5 评价函数列表 (109)§9.6 公差 (109)§9.7 公差列表 (109)§9.8 公差汇总表 (109)§9.9 套样板 (109)§9.10 样板列表 (111)§9.11 玻璃库 (112)§9.12 镜头库 (112)§9.13 编辑镀膜文件 (114)§9.14 给所有的面添加膜层参数 (115)§9.15 镀膜列表 (115)§9.16 变换半口径为环形口径 (115)§9.17 变换半口径为浮动口径 (116)§9.18 将零件反向排列 (116)§9.19 镜头缩放 (116)§9.20 生成焦距 (117)§9.21 快速调焦 (117)§9.22 添另折叠反射镜 (117)§9.23 幻像发生器 (118)§9.24 系统复杂性测试 (120)§9.25 输出IGES文件 (120)第十章报告菜单 (124)§10.1 介绍 (124)§10.2 表面数据 (124)§10.3 系统数据 (125)§10.4 规格数据 (125)§10.5 Report Graphics 4/6 (126)第十一章宏指令菜单 (127)§11.1 编辑运行ZPL宏指令 (127)§11.2 更新宏指令列表 (127)§11.3 宏指令名 (127)第十二章扩展命令菜单 (128)§12.1 扩展命令 (128)§12.2 更新扩展命令列表 (128)§12.3 扩展命令名 (128)第十三章表面类型 (130)§13.1 简介 (130)§13.2 参数数据 (130)§13.3 特别数据 (131)§13.4 表面类型概要 (131)§13.4.1 用户自定义表面 (131)§13.4.2 内含表面 (132)§13.5 标准面 (136)§13.6 偶次非球面 (136)§13.7 奇次非球面 (137)§13.8 近轴表面 (138)§13.9 近轴X-Y表面 (138)§13.10 环形表面 (139)§13.11 双圆锥表面 (139)§13.12 环形光栅面 (140)§13.13 立方样条表面 (141)§13.14 Ⅰ型全息表面 (142)§13.15 Ⅱ型全息表面 (143)§13.16 坐标断点表面 (143)§13.17 多项式表面 (145)§13.18 菲涅耳表面 (145)§13.19 ABCD矩阵 (146)§13.20 另类面 (146)§13.21 衍射光栅表面 (147)§13.22 共轭面 (148)§13.23 倾斜表面 (149)§13.24 不规则表面 (149)§13.25 梯度折射率1表面 (150)§13.26 梯度折射率2表面 (152)§13.27 梯度折射率3表面 (152)§13.28 梯度折射率4表面 (153)§13.29 梯度折射率5表面 (154)§13.30 梯度折射率6表面 (155)§13.31 梯度折射率7表面 (156)§13.32 梯度折射率表面Gradium TM (157)§13.33 梯度折射率9表面 (160)§13.34 梯度折射率10表面 (161)§13.35泽尼克边缘矢高表面 (162)第十五章非序列元件 (162)第十七章优化 (228)第十八章全局优化 (290)第十九章公差规定 (298)第二十章多重结构 (338)第二十一章玻璃目录的使用 (345)第二十二章热分析 (363)第二十三章偏振分析 (373)第二十四章ZEMAX程序设计语言 (390)第二十五章ZEMAX扩展 (478)第五章文件菜单新建（New）目的：清除当前的镜头数据。
zemax中文教程全
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对话框。单击鼠标右键也会弹出 solve 对话框。 图形窗口操作 图形窗口有一下菜单条： 刷新：这一功能根据现有设置重新计算在窗口中要显示的数据； 设置：激活控制这一窗口的对话框； 打印：打印窗口内容； 窗口：窗口菜单下有这些子菜单： 注释：详见“使用注释功能” ，注释下面的菜单有： 划线：在图形窗口中画一条直线； 文本：在图形窗口中创建并标注文字； 方框：在图形窗口中绘制方框； 编辑：允许对注释功能进行扩展编辑； 复制剪切板： 将窗口内容拷贝到 Windows 的剪切板。 下面的 部分有详细的解释： 输出：将显示的图形以 Windows Metafile,BMP 或者 JPG 的 格式输出。JPG 格式还支持高、中、低三种图像质量。中等图像质 量能够在保证图形质量的情况下，大大减小文件的尺寸。 锁定：如果“锁定”被选中，窗口会变为“静态”窗口，数 据不能被改变。被锁定窗口的内容可以被打印、可以拷贝到剪切板， 也可以存为一个文件。这一功能可以用于对不同镜头文件进行比较。 一旦窗口被锁定，就不能被刷新。因此，随后打开的任何新的镜头文 件可以与被锁定的窗口的数据进行对比分析。 如果窗口被锁定了， 就
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这一选项，就可以替代窗口中的“结构”菜单，这一项呈灰色。 重叠：提供所有打开图形窗口的名单。其中任意一个都可以 选择用来与当前显示的图形进行重叠。 重叠功能有助于对两个相似的 图形或者结构进行比较，用以发现细小的变化。 文本：在新窗口中显示文本数据。不是所有的图形窗口都支 持这一功能。 缩放： 控制图形中小区域内图形的缩放。 详见后面 “使用 PAN 和缩放”部分。缩放菜单下的子菜单有： 放大：以当前中心位置为中心进行两倍放大； 缩小：以两倍缩小； 上一次：恢复前一次的缩放设置； 不缩放：恢复图形的完整视图。 在使用图形窗口时，有两种鼠标的快捷方式： 在图形窗口任意位置双击鼠标可以使内容更新。这与选择菜 单上的刷新是一样的。 在图形窗口任意位置按下鼠标右键，会弹出设置对话框。 使用注释功能 与几种方式来对图形窗口进行注释，比如常用的划线、方框和文 字。 选择注释的最简单的方法是从图形窗口的菜单栏上选择， 然后再 选“画线” ， “方框”或者“文字” 。要画一条直线，选中“画线”这 一项， 然后在直线起始端按下鼠标左键， 并拖动十字线到直线的末端， 再释放鼠标键。画一个方框的步骤也大致如此。
zemax指导书
光学课程设计ZEMAX上机指导例子一望远物镜的设计第一节课，讲解zemax的基本操作界面以及各个菜单的功能。
设计zemax 最基本的例子，并进行初级的像差分析和优化。
1.首先打开zemax，进入主界面可以看到，最上方即是各个菜单栏，每一个栏目下又有许多选项，对应着不同的功能，这在后续讲解中将会结合例子解释。
菜单下面的一个个按键为常用的一些选项的快捷键；中间的窗口是镜头数据编辑器（lens design editor，LDE），是我们进行透镜设计的主要场所。
2.点击菜单中的文件，确认zemax处于序列模式下工作。
Zemax 中有两种模式：序列与非序列。
两种模式均可进行设计，但侧重点有所不同，我们学习的目的是借助于像差分析对所设计的透镜进行优化，这是序列模式的功能，因此设计的第一步即是确认所选的模式为序列模式。
3.在例子一中我们要设计一个F/4，焦距为100mm 的透镜。
F 数的定义为焦距与光阑的比值，所以此透镜的口径即为25mm 。
点击系统，选择通用数据：在弹出的窗口中选择口径（aperture ），在口径类型处选择入瞳直径，数值输入25mm 。
4.点击系统，选择光波长勾选三个波长并如图中输入，或者直接在下方列表中选择可见光所代表的F, d ，C 三个波长；选择2号波长作为主波长。
5.下一步，我们要在LDE 中输入我们设计的透镜的参数。
LDE 初始有三个面：物面（OBJ ）、光阑面（STO ）、像面（IMA ）。
我们设计的单透镜，除了物面像面之外，应该有两个面，所以在LDE 中要插入一个面：点选到LDE的第1行（LDE中物面定义为第0行），在点击编辑中的后插入。
LDE中每一行代表一个面，主要参数有半径、厚度、玻璃材质、半口径等。
物面（第0面）的半径默认设置为无穷（Infinity），厚度也同样为无穷，即光源到第一个面的距离无穷远，所以光源为平行光。
第1、2面共同构成我们所要设置的透镜，根据设计要求，在两个面的半径处分别输入100mm、-100mm。
2024年度ZEMAX中文使用说明书pdf
设计流程与关键步骤
明确设计目标
确定光学系统的性能指标，如焦距、视场角 、分辨率等。
选择合适的光学元件
根据设计目标，选择适当的透镜、反射镜等光 学元件。
建立光学模型
利用ZEMAX等光学设计软件，建立光学系统的数 学模型。
2024/3/23
优化设计
通过调整光学元件的参数，优化光学系统的性能， 使其达到设计目标。
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06 ZEMAX高级功能 与应用拓展
2024/3/23
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非序列模式设计技巧
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灵活设置光源和探测器
在非序列模式中，用户可以自由定义光源和探测 器的位置、方向和属性，以模拟实际光学系统中 的复杂光线传播。
使用非序列元件
ZEMAX提供了丰富的非序列元件库，如反射镜 、透镜、棱镜等，用户可以根据需要选择合适的 元件进行建模。
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软件背景及发展历程
创立初期
ZEMAX软件最初是由美国Focus Software Inc.公司开发，专注于 光学设计领域。
发展壮大
随着光学行业的快速发展， ZEMAX软件不断更新迭代，逐渐 成为光学设计领域的标准工具。
收购与整合
2018年，ZEMAX被美国Radiant Vision Systems公司收购，进一 步整合资源，拓展应用领域。
偏振光优化
ZEMAX的优化算法同样适用于偏振光系统 ，可以对系统进行优化以提高偏振性能。
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激光束传播模拟技术
激光束建模
ZEMAX支持激光束的建模和分析，用户可以定义激光束 的波长、功率、光束质量等参数。
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激光束追迹
通过激光束追迹功能，可以模拟激光束 在光学系统中的传播过程，并分析光束 形状、功率分布等特性。
4zemax入门指导说明
Zemax2005盗版软件的安装A、在打开文件压缩包之前，关闭杀毒软件；B、打开文件压缩包，ZEMAX05.exe是主文件,安装。
C、zemax 2005.exe 和ZEMAX_CN.exe 剪切到ZEMAX安装目录下,用ZEMAX_CN.exe启动就是汉化版。
D、（注意:若文件中不能出现zemax 2005.exe和ZEMAX_CN.exe两个文件，可能是因为杀毒软件把这两个文件当成了病毒文件，解决方法是把杀毒软件卸载后再解压，安装即可。
）E、将CDGM2010.6.AGF 文件复制到Glasscat文件夹中，即可使用。
Zemax上机操作指导设计任务：设计一F数为4,焦距100mm的望远物镜。
1、初步操作：a、打开Zemax软件，下拉文件菜单，将下面2 项打对勾。
/ 使用，已工引口力文/牛(U与e Sessiion File5)(lLJ)/ .笛切展(Sequerrtial or Mixed Sequerrtial/Non- Seq uentia I Mode)b、设置入瞳直径：下拉系统一通用配置一光圈数值一填写25f确定c、设置波长：下拉系统-通用配置-光波长一选择一F、D、C (Visible)-确定d、在LDE中输入透镜参数：将光标放置在IMA 中一下拉镜头数据编辑中的编辑一点插入曲面，在IMA前面插入一行。
e、输入透镜参数，如下表:I就I摸头数据桀组（汉化者:enger Huang ）d、玻璃库调用：工具f目录f玻璃目录f CDGM2010. 6. AGF-重新加载目录-退出e、快速聚焦：工具一杂项f快速聚焦。
f、观察2D图：分析—草图-2D图g、观察光线扇形图：分析-特性曲线-光线像差h、观察光程扇形图：分析一特性曲线一光路像差i、观察点列图：分析一点列图―标准点列图j、观察像差图：分析-杂项分析分（要观察的像差图）k、观察剩余像差大小：分析一像差失真系数分析一赛德尔系数分析-SPHA （球差）、COMA（慧差）、ASTI （象散）、FCUR （场曲）、DIST （畸变）、CLA （轴色）、CTR （垂色）。
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了解光学设计软件ZEMAX的特点、ZEMAX的用户界
面和ZEMAX的相关功能和操作要点。
二、光学设计软件ZEMAX的特点
ZEMAX软件可模拟并建立如反射、折射、衍射、分光、
镀膜等光学系统模型，可以分析光学系统的成像质量， 如各种几何像差、点列图、光学传递函数（MTF）、 干涉和镀膜分析等。
三、ZEMAX基本操作要点
1、用ZEMAX软件设计系统的基本过程
2、 新建镜头 （1）准备过程
1）透镜表面个数（面数）
在ZEMAX中，光从左到右透过一个光学系统， 其中物平面被指定为第0个面。在顺序系统中，镜片表 面按光线或其延长线穿过的顺序依次计数，最后一面 （IMG）称为像面。
（3）输入面数据。
面数据主要有曲率半径、厚度、孔径、玻璃等种类。 ①曲率半径。在键入曲率半径时，首先是光阑面，其默认 值为第1面。当设置其他面为光阑时，具体操作是：右键单 击表面类型（Surface Type），将出现一个对话框，有左键 点击“Make Surface Stop”即可确定光阑面。 ②厚度（Thickness）：按面与面间隔键入。 ③孔径半径（Semi-Diameter）：可不设置。在ZEMAX中， 各镜表面的通光孔之半径数值将自动生成。 ④玻璃（Glass）：在Glass输入栏中，单击激活后键入所 选用玻璃。
②在
中的Glass Catalogs(玻璃库)选项卡中可以更 改当前使用的玻璃库。 ③在 中用于设置波长、权重因子和主波长。要使 用列表中的项目。可点击“Select”按钮。过改变 Primary选相中的标号可以改变主光线。
④在
中视场数据也有不同的描述，可以用Angle(角度)、 Object Height(物高)、Paraxial Height(近轴像高)、Real Image Height(实际像高)这几种方式描述，具体情况根据 系统特点选择。 设计视场的选择 一般小视场光学系统（2ω<80°） 0、0.707、1.0 中等视场光学系统（80°<2ω<140°） 0、0.5、0.707、0.866、1.0 大视场光学系统（2ω>140°） 0、0.3、如曲率中心位于镜片表面右侧，则曲率半径 半径r 为正；反之为负 如下一表面位于当前表面的右侧，则两表面 厚度d 之间的厚度为正；否则为负 折射 所有的折射率为正 率
（2）输入光学特性参数。 ①在
中选择孔径类型（Aperture Type），ZEMAX 系统孔径类型有以下几种：入瞳直径（Entrance Pupil Diameter）、像空间F/#（Image Space F/#）、物空 间数值孔径（Object Space Numerical Aperture）、通 过光阑尺寸浮动（Float by Stop Size）、近轴工作F/# （Paraxial Working F/#）和物方锥形角（Object Cone Angle）。