2019-2020年人教统编zemax基本介绍和操作幻灯片
合集下载
《Zemax教程》课件
能和操作。
二次开发与定制功能
二次开发接口
Zemax提供二次开发接口，允许用户开发定制功能和插件，扩展 软件的功能范围。
定制界面和工具栏
用户可以根据自己的需求，定制界面的布局和工具栏，以及添加自 定义的工具和按钮。
集成第三方软件
通过二次开发接口，用户可以将Zemax与其他软件集成，实现数 据共享和协同工作。
《Zemax教程》 PPT课件
目录
CONTENTS
• Zemax软件简介 • Zemax基础操作教程 • Zemax光学设计实例教程 • Zemax光学仿真与性能评估 • Zemax高级功能教程 • Zemax常见问题与解决方案
01 Zemax软件简介
软件背景与发展历程
创立背景
为了解决光学设计中的复杂问题 ，Zemax软件于1997年诞生。
移动对象
使用鼠标拖动对象。
旋转对象
使用鼠标中键拖动对象。
缩放对象
使用滚轮或“+”和“-”按钮进行缩放。
文件类型与管理
.zmx
Zemax设计文件，包含光学系统的 所有信息。
.zdl
Zemax数据文件，包含光学系统的一 部分信息。
文件类型与管理
• .zpl：Zemax脚本文件，用于自动化任务。
文件类型与管理
发展历程
经过多年的研发和改进，Zemax 已经成为业界广泛认可的光学设 计软件。
软件特点与优势
01
02
03
高效性能
Zemax提供了强大的计算 引擎，能够快速进行光学 性能分析和优化。
用户友好
软件界面直观，易于学习 和操作，降低了使用门槛 。
全面功能
Zemax提供了从光学系统 设计到分析评估的完整解 决方案。
二次开发与定制功能
二次开发接口
Zemax提供二次开发接口，允许用户开发定制功能和插件，扩展 软件的功能范围。
定制界面和工具栏
用户可以根据自己的需求，定制界面的布局和工具栏，以及添加自 定义的工具和按钮。
集成第三方软件
通过二次开发接口，用户可以将Zemax与其他软件集成，实现数 据共享和协同工作。
《Zemax教程》 PPT课件
目录
CONTENTS
• Zemax软件简介 • Zemax基础操作教程 • Zemax光学设计实例教程 • Zemax光学仿真与性能评估 • Zemax高级功能教程 • Zemax常见问题与解决方案
01 Zemax软件简介
软件背景与发展历程
创立背景
为了解决光学设计中的复杂问题 ，Zemax软件于1997年诞生。
移动对象
使用鼠标拖动对象。
旋转对象
使用鼠标中键拖动对象。
缩放对象
使用滚轮或“+”和“-”按钮进行缩放。
文件类型与管理
.zmx
Zemax设计文件，包含光学系统的 所有信息。
.zdl
Zemax数据文件，包含光学系统的一 部分信息。
文件类型与管理
• .zpl：Zemax脚本文件，用于自动化任务。
文件类型与管理
发展历程
经过多年的研发和改进，Zemax 已经成为业界广泛认可的光学设 计软件。
软件特点与优势
01
02
03
高效性能
Zemax提供了强大的计算 引擎，能够快速进行光学 性能分析和优化。
用户友好
软件界面直观，易于学习 和操作，降低了使用门槛 。
全面功能
Zemax提供了从光学系统 设计到分析评估的完整解 决方案。
ZEMAX主要功能介绍-课件PPT
语法：与Basic语法类似 Macros——〉Edit/Run ZPL Macros
全口径球差优化操作数：ZPL03.zpl
l L1
PZ1
ZPL宏语言在优化中的应用举例1 ——ZPL03.ZPL
TYPE: ZPLM MARC#: 3 ZPL03与SPHA的区别：
SPHA表示波相差中球差系数W040的大 小；而ZPL03则表示全口径球差的实际大 小。
主面位置
l
H l
H
(1 C ) n
A (1 B ) n
A
ZPL07.ZLP ——主面位置计算操作数
优化对话框中的ZPL07.ZPL
ZEMAX EXTENSION编程 ——基于C++语言的ZEMAX编程
ZEMAX具有强大的光学数据处理能力 C++语言则是功能强大灵活的高级程序语
光学系统的性能分析与优化
1.像质分析/照明特性分析 2.优化功能
Optimization Global Search Hammer optimization
ZEMAX的主要功能
公差分析
1.样板匹配 2.公差分析
数据输出
1.系统结构参数及性能输出 2.零件图输出
用户扩展功能
1.ZPL宏语言编程(Zemax Programming Language) 2.C++语言功能扩展(Zemax Extension)
添加结果
ZEMAX编程
应用ZEMAX这一光学平台，结合用户自 己的需要，添加自己特定的功能。
ZEMAX编程包含ZEMAX Programming Language (ZPL宏语言编程）和 ZEMAX Extension （ZEMAX C++语言扩展编程） 两种
全口径球差优化操作数：ZPL03.zpl
l L1
PZ1
ZPL宏语言在优化中的应用举例1 ——ZPL03.ZPL
TYPE: ZPLM MARC#: 3 ZPL03与SPHA的区别：
SPHA表示波相差中球差系数W040的大 小；而ZPL03则表示全口径球差的实际大 小。
主面位置
l
H l
H
(1 C ) n
A (1 B ) n
A
ZPL07.ZLP ——主面位置计算操作数
优化对话框中的ZPL07.ZPL
ZEMAX EXTENSION编程 ——基于C++语言的ZEMAX编程
ZEMAX具有强大的光学数据处理能力 C++语言则是功能强大灵活的高级程序语
光学系统的性能分析与优化
1.像质分析/照明特性分析 2.优化功能
Optimization Global Search Hammer optimization
ZEMAX的主要功能
公差分析
1.样板匹配 2.公差分析
数据输出
1.系统结构参数及性能输出 2.零件图输出
用户扩展功能
1.ZPL宏语言编程(Zemax Programming Language) 2.C++语言功能扩展(Zemax Extension)
添加结果
ZEMAX编程
应用ZEMAX这一光学平台，结合用户自 己的需要，添加自己特定的功能。
ZEMAX编程包含ZEMAX Programming Language (ZPL宏语言编程）和 ZEMAX Extension （ZEMAX C++语言扩展编程） 两种
ZEMAX软件基础介绍
ZEMAX软件基础介绍Zemax软件的介绍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及Non-Sequential的软件。
ZEMAX 有三种不同的版本：Standard 标准版（原SE）；Professional 专业版（原EE）；Premium 旗舰版（原IE）。
1主要特⾊1.1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。
1.2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，诸如Local Optimization可以快速找到佳值，Global/Hammer Optimization可找到最好的参数。
1.3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。
2应⽤领域含括Projector，Camera，Scanner，Telescope，光纤耦合，照明系统、夜视系统等。
Zemax 软件的界⾯1 Zemax 软件的⼯作窗⼝Figure 1 Zemax 默认的⼯作窗⼝2 Zemax 透镜数据编辑器（LDE ）2.1 表⾯类型Zemax 在标准⾯型下有平⾯、球⾯和⼆次曲⾯等选项。
LDE 的Surface Type （表⾯类型）栏分为两列，左边⼀列分为OBJ 、STO 和IMA 三⾏，它们分别对应物⾯、光阑⾯和像⾯；右边⼀列的三⾏是左边三种表⾯的类型。
默认的表⾯类型是标准型，⽤Standard 表⽰。
OBJ 即物⾯被默认为0⾯。
表格 1 不同表⾯的⼆次曲⾯系数菜单栏⼯具栏 LDE表⾯类型曲率半径厚度玻璃半⼝径2.2表⾯的曲率半径Zemax中⾯的曲率半径有正负之分。
《Zemax教程》课件
第四章：Zemax光学系统的设计
光学系统分析与优化
解释如何使用Zemax的分析工 具，并改善系统的性能。
光学系统的布局
光学系统的调整与测试
讲解如何选择和排布光学元件， 优化系统总体性能。
介绍如何使用Zemax的仿真和 实验工具，检查和测试系统性 能。
第五章：Zemax高级功能
1
光源设置与分析
讲解如何设置和分析光源参数，并优化光学系统的表现。
第三章：Zemax光学元件的设计
1
元件库
介绍如何使用Zemax的光学元件库，
元件定制
2
Байду номын сангаас
并给出常见元件的用途。
讲解如何创建自定义光学元件，并优
化元件的性能。
3
对称元件的设计
讲解如何在Zemax中设计对称光学元
非对称元件的设计
4
件，优化其性能。
教授如何在Zemax中设计非对称光学 元件，并提高其性能。
2
材料设置与分析
教授如何更改系统中材料的属性和参数，以达到最优结果。
3
Zemax与其他软件的集成
说明如何将Zemax与其他工具（如Matlab、Python和CAD软件）进行集成，以 增强系统功能。
第六章：Zemax应用案例
透镜系统设计
介绍如何使用Zemax设计普通的透镜系统，以及如何应对一些特殊情况。
列出使用Zemax软件的一些著 名公司和研究机构。
第二章：Zemax基础
安装与启动
了解如何下载，安装和启动Zemax软件。
界面介绍
熟悉Zemax的主要功能窗口，如Editor、 Layout和Settings等。
基本操作
熟悉常用的功能按钮和命令，如新建、保存、 撤销、旋转等。
《zemax软件培训》课件
高级优化算法
Zemax提供了多种高级优化算法，如非线性优化、遗传算 法、模拟退火等。这些算法在处理复杂的光学系统优化问 题时具有更高的效率和可靠性。
性能评估与验证
在进行优化设计时，需要建立合理的性能评估指标，并对 优化结果进行实验验证，以确保设计方案的可行性和有效 性。
多光线追迹
01 02
多光线追迹概述
03
CHAPTER
Zemax软件高级应用
像差理论
像差理论概述
像差是光学系统设计和分析中的 重要概念，它描述了光线通过光 学系统后产生的各种畸变。了解 像差理论对于优化光学系统性能
至关重要。
常见像差类型
包括球差、彗差、场曲、畸变等 ，这些像差类型对成像质量的影 响各不相同，了解其产生原因和
特性是进行像差校正的基础。
像差校正方法
Zemax提供了多种像差校正方法 ，如优化算法、离散对数优化等 ，可以根据实际需求选择合适的 校正方法，以达到更好的成像效
果。
高级优化技术
多目标优化
在光学系统设计中，往往需要同时考虑多个性能指标，如 成像质量、系统尺寸、成本等。多目标优化技术可以帮助 我们在多个目标之间找到最佳的平衡点。
在Zemax中，可以通过设置多个子光线来执行多光线追迹。合理的子光
线数量和分布方式可以提高计算精度和效率。
光线追迹分析
光线追迹分析概述
光线追迹分析是评估光学系统性能的重要手段，通过模拟光线在系统中的传播过程，可以 深入了解系统的成像规律和性能特点。
光线追迹参数设置
在进行光线追迹分析时，需要合理设置参数，如光线数量、采样点数、折射率等。这些参 数的选择直接影响分析结果的准确性和可靠性。
调整光路
对光路进行调整和优化，提高光学系统的性 能和成像质量。
Zemax提供了多种高级优化算法，如非线性优化、遗传算 法、模拟退火等。这些算法在处理复杂的光学系统优化问 题时具有更高的效率和可靠性。
性能评估与验证
在进行优化设计时，需要建立合理的性能评估指标，并对 优化结果进行实验验证，以确保设计方案的可行性和有效 性。
多光线追迹
01 02
多光线追迹概述
03
CHAPTER
Zemax软件高级应用
像差理论
像差理论概述
像差是光学系统设计和分析中的 重要概念，它描述了光线通过光 学系统后产生的各种畸变。了解 像差理论对于优化光学系统性能
至关重要。
常见像差类型
包括球差、彗差、场曲、畸变等 ，这些像差类型对成像质量的影 响各不相同，了解其产生原因和
特性是进行像差校正的基础。
像差校正方法
Zemax提供了多种像差校正方法 ，如优化算法、离散对数优化等 ，可以根据实际需求选择合适的 校正方法，以达到更好的成像效
果。
高级优化技术
多目标优化
在光学系统设计中，往往需要同时考虑多个性能指标，如 成像质量、系统尺寸、成本等。多目标优化技术可以帮助 我们在多个目标之间找到最佳的平衡点。
在Zemax中，可以通过设置多个子光线来执行多光线追迹。合理的子光
线数量和分布方式可以提高计算精度和效率。
光线追迹分析
光线追迹分析概述
光线追迹分析是评估光学系统性能的重要手段，通过模拟光线在系统中的传播过程，可以 深入了解系统的成像规律和性能特点。
光线追迹参数设置
在进行光线追迹分析时，需要合理设置参数，如光线数量、采样点数、折射率等。这些参 数的选择直接影响分析结果的准确性和可靠性。
调整光路
对光路进行调整和优化，提高光学系统的性 能和成像质量。
《Zemax光学设计软》课件
性。
02 Zemax软件基本操作
界面介绍
菜单栏
包含所有可用的命 令和选项。
工具栏
提供常用命令的快 捷方式。
标题栏
显示软件名称和当 前打开的文件名。
工作区
用于显示和编辑光 学设计的相关数据 和图形。
状态栏
显示当前操作的状 态和提示信息。
文件操作
新建文件
创建一个新的光学设计项目。
打开文件
打开一个已存在的光学设计项目。
高效的照明模拟
Zemax可以模拟各种光源和照明条件下的光学系统性能，帮助设 计师优化照明设计。
软件应用领域
光学仪器设计
01
Zemax广泛应用于望远镜、显微镜、照相机等光学仪器的设计
和优化。
摄像头和投影仪设计
02
Zemax可以帮助设计师优化摄像头和投影仪的性能，提高成像
质量。
照明设计和分析
03
Zemax可以用于照明系统的设计和分析，提高照明效率和均匀
光学性能分析
分辨率分析
分析光学系统的分辨率，评估系统对 细节的分辨能力。
光束孔径分析
研究光束孔径大小对成像质量的影响 ，优化光束孔径配置。
波前分析
波前畸变
研究光波经过光学系统后的波前畸变情况，分析其对成像质 量的影响。
波前重建
利用Zemax软件对波前进行重建，了解光波的传播特性和变 化规律。
05
保存文件
将当前光学设计项目保存到磁盘上。
另存为
将当前光学设计项目以不同的文件名或格式保存。
工具栏介绍
01
视图工具栏
用于控制工作区的视图，包括放大 、缩小、旋转等操作。
绘图工具栏
提供绘制各种光学元件和光路的功 能。
2019-zemax基本介绍和操作-文档资料
展开后有文件的打开（Open），新建（New），存储（Save），另存为（Save as） 等，偏好（Preference）可以修改文字大小，快捷按钮和状态栏中的内容。
编辑器（Editors）
栏中包括ZEMAX中所有编辑器命令，展开后可打开Lens data editor，Merit function editor。
对话框（Dialogs）
重庆大学 - 光学CAD来自固定大小，在过程中跳出来的视 窗（鼠标拖曳不能改变大小）
用于定义或更新视场（Fields）、 波长（Wavelengths）、孔径 （Apertures）、面型（Surface types）等。
多视窗同时显示
重庆大学 - 光学CAD
菜单栏
文件（File）
ZEMAX 基本介绍和操作
王宁
Ray Tracing
Sequential
Non-sequential
以surface为对象建模 指定光线和面相交的顺序 光线与每个面只相交一次
光线不会分光 镜面反射
光线不能超过临界角 通过孔径外的光线必须渐晕 surface 位置由前一个面确定 每个面都有物空间和像空间 计算的光线少，计算速度快
报告（Report）
形成镜头设计结果的报告，可以作为每一个光学面的形成报告（Surface data）； 也能为镜头系统形成高斯参数或光学特性参数的报告（System data）；还可以给出 设计结果的详细数据报告（Prescription data）。
重庆大学 - 光学CAD
菜单栏
宏编程（Macros）
执行已经编译好的宏程序。宏程序的编程过程：（1）使用一般的文本编辑器或使用 ZEMAX自身的编辑功能创建扩展名为“*.ZPL”文件，该文件置于ZEMAX目录下的 Macros目录中；（2）使用ZEMAX提供的命名或函数库进行程序编写；（3）用 Macros菜单下的“Run/Edit Zpl Macros…”执行宏程序。宏程序可以提取光线追迹数 据、像质指标等，可以定义新的优化设计用的操作符。执行时，宏程序作用的对象是 当前显示的镜头系统。
编辑器（Editors）
栏中包括ZEMAX中所有编辑器命令，展开后可打开Lens data editor，Merit function editor。
对话框（Dialogs）
重庆大学 - 光学CAD来自固定大小，在过程中跳出来的视 窗（鼠标拖曳不能改变大小）
用于定义或更新视场（Fields）、 波长（Wavelengths）、孔径 （Apertures）、面型（Surface types）等。
多视窗同时显示
重庆大学 - 光学CAD
菜单栏
文件（File）
ZEMAX 基本介绍和操作
王宁
Ray Tracing
Sequential
Non-sequential
以surface为对象建模 指定光线和面相交的顺序 光线与每个面只相交一次
光线不会分光 镜面反射
光线不能超过临界角 通过孔径外的光线必须渐晕 surface 位置由前一个面确定 每个面都有物空间和像空间 计算的光线少，计算速度快
报告（Report）
形成镜头设计结果的报告，可以作为每一个光学面的形成报告（Surface data）； 也能为镜头系统形成高斯参数或光学特性参数的报告（System data）；还可以给出 设计结果的详细数据报告（Prescription data）。
重庆大学 - 光学CAD
菜单栏
宏编程（Macros）
执行已经编译好的宏程序。宏程序的编程过程：（1）使用一般的文本编辑器或使用 ZEMAX自身的编辑功能创建扩展名为“*.ZPL”文件，该文件置于ZEMAX目录下的 Macros目录中；（2）使用ZEMAX提供的命名或函数库进行程序编写；（3）用 Macros菜单下的“Run/Edit Zpl Macros…”执行宏程序。宏程序可以提取光线追迹数 据、像质指标等，可以定义新的优化设计用的操作符。执行时，宏程序作用的对象是 当前显示的镜头系统。
《zemax培训教程》课件
总结词：安装问题
详细描述：在进行zemax安装过程中，可能会遇到各种问题，如无法下载、安装中断、无法运行等。
解决方案：首先检查硬件和系统要求是否符合zemax标准，其次确保在官网或指定渠道下载zemax安装包，避免因下载不完整或受污染的文件导致安装问题。另外，根据具体问题，可以参考zemax官方文档或寻求专业人士帮助。
zemax的发展历程
成长阶段
zemax在2000年发布了其首款产品zemax optical design，此后便开始不断推出新的产品和服务，扩大市场份额。
成熟阶段
zemax在2010年成为纳斯达克上市公司，拥有超过500名员工，服务全球超过30个国家和地区。
zemax software
01
zemax software是zemax的主打产品，是一款专业的高速的光学设计软件，可以用于各种光学系统设计，包括相机、望远镜、投影仪等。
总结词
详细描述
解决方案
zemax基础操作过程中遇到的问题及解决方案
高级操作问题
zemax高级操作过程中遇到的问题及解决方案
zemax高级操作涉及优化算法、公差分析、像差校正等复杂的光学设计技巧。在操作过程中可能会遇到算法错误、公差分析不准确、像差校正失败等问题。
首先熟悉zemax高级操作菜单和功能，理解算法原理和应用范围。其次，针对公差分析和像差校正问题，需要掌握zemax自带的公差分析和像差校正工具使用方法，同时结合实际设计需求进行操作。如果遇到困难，可以参考zemax官方文档或寻求专业人士帮助。
VR/AR 头盔设计
通过一个 VR/AR 头盔设计的实际项目案例，让学员掌握 Zemax 在 VR/AR 头盔设计方面的应用，包括对头部跟踪系统的设计、视场角的优化等。
《zemax培训教程》课件
3 Zemax的使用价值
Zemax的使用可以提高光学系统的设计效率和性能，加速创新和件
Zemax是一款先进的光学设计软件，本课程将介绍Zemax的定义、应用和优势， 以及软件的基本功能、常见功能和数据导入输出方式。还将分享实际应用案 例和学习Zemax的方法与技巧，展望Zemax的未来发展。
I. 什么是Zemax？
定义
Zemax是一款先进的光学设 计软件，用于模拟和优化 光学系统。
光学元件的设计
光学系统的优化与测试
通过Zemax优化望远镜的镜片 设计，提高分辨率和对焦范围。
使用Zemax优化激光系统中的 透镜配置，提高能量传输效率 和光斑质量。
VI. 如何学习Zemax？
学习资料
通过阅读官方文档、参加培训课程和加入光学设计社区等方式来学习Zemax。
学习方法
结合理论和实践，在实际项目中使用Zemax进行设计和模拟，不断积累经验。
III. Zemax软件的常见功能
设计窗口
在设计窗口中，可以创建和 编辑光学系统的各个元件， 布局和配置光学组件。
分析窗口
通过分析窗口，可以评估光 学系统的性能，如像差、聚 焦度、光损耗等。
图形窗口
图形窗口展示了光学系统的 模拟结果，以图形化的方式 呈现光线追迹和光学特性。
IV. Zemax软件的数据导入和输出
1
数据导入的方法
可以通过导入CAD文件、光学元件参
数据输出的方法
2
数等方式，将数据导入到Zemax中进 行设计和模拟。
可以将光学系统的设计结果、模拟数
据等以表格、图形等形式导出，方便
与其他工具或软件进行集成分析。
V. Zemax软件的实际应用案例
光学系统设计
Zemax的使用可以提高光学系统的设计效率和性能，加速创新和件
Zemax是一款先进的光学设计软件，本课程将介绍Zemax的定义、应用和优势， 以及软件的基本功能、常见功能和数据导入输出方式。还将分享实际应用案 例和学习Zemax的方法与技巧，展望Zemax的未来发展。
I. 什么是Zemax？
定义
Zemax是一款先进的光学设 计软件，用于模拟和优化 光学系统。
光学元件的设计
光学系统的优化与测试
通过Zemax优化望远镜的镜片 设计，提高分辨率和对焦范围。
使用Zemax优化激光系统中的 透镜配置，提高能量传输效率 和光斑质量。
VI. 如何学习Zemax？
学习资料
通过阅读官方文档、参加培训课程和加入光学设计社区等方式来学习Zemax。
学习方法
结合理论和实践，在实际项目中使用Zemax进行设计和模拟，不断积累经验。
III. Zemax软件的常见功能
设计窗口
在设计窗口中，可以创建和 编辑光学系统的各个元件， 布局和配置光学组件。
分析窗口
通过分析窗口，可以评估光 学系统的性能，如像差、聚 焦度、光损耗等。
图形窗口
图形窗口展示了光学系统的 模拟结果，以图形化的方式 呈现光线追迹和光学特性。
IV. Zemax软件的数据导入和输出
1
数据导入的方法
可以通过导入CAD文件、光学元件参
数据输出的方法
2
数等方式，将数据导入到Zemax中进 行设计和模拟。
可以将光学系统的设计结果、模拟数
据等以表格、图形等形式导出，方便
与其他工具或软件进行集成分析。
V. Zemax软件的实际应用案例
光学系统设计
ZEMAX培训课件
光线追踪技术
zemax采用全球最先进的光线追踪技术，可以模拟光线在物体表面的反射、 折射、散射等行为，提高光学设计的精准度。
高效稳定
zemax光线追踪算法高效稳定，可以快速得到高质量的光线追踪结果。
zemax的optimizer（优化器）功能
多目标优化
zemax优化器支持多目标优化，可以在满足一系列约束条件的同时，使多个目标 达到最优。
zemax界面使用问题
总结词
zemax界面使用中常见的问题及解决方法。
详细描述
zemax界面使用问题主要包括界面不熟悉、操作不流畅、界面卡顿等。解决 方案主要包括学习zemax界面使用教程、熟练掌握zemax界面的功能和快捷 键、定期清理软件缓存等。
zemax光学设计问题
总结词
zemax光学设计中的常见问题及解决方法。
生产制造：根据仿真分析结果，制定生产计划并进行制 造。
案例2：自由曲面光学设计
方法介绍：自由曲面光学设计是一种利用自由曲 面结构实现光束调控的技术，具有高精度、高稳 定性和低损耗等优点。 步骤
确定设计目标：根据实际应用需求，明确设计目标 ，如光束形状、光束方向、光束大小等。
建立模型：利用zemax软件中的自由曲面模块 进行建模，调整曲面的形状和参数，以满足设 计目标。
像差分析
提供多种像差分析方法，包括点列图、等 晕图、波前图等。
结构光设计
可实现结构光系统的设计及优化。
zemax的应用领域
光学仪器
zemax软件可应用于望远镜、显微镜 、照相机等光学仪器设计。
02
激光技术
zemax软件可应用于激光器、激光雷 达、激光测距等激光技术领域。
01
03
光电检测
zemax采用全球最先进的光线追踪技术，可以模拟光线在物体表面的反射、 折射、散射等行为，提高光学设计的精准度。
高效稳定
zemax光线追踪算法高效稳定，可以快速得到高质量的光线追踪结果。
zemax的optimizer（优化器）功能
多目标优化
zemax优化器支持多目标优化，可以在满足一系列约束条件的同时，使多个目标 达到最优。
zemax界面使用问题
总结词
zemax界面使用中常见的问题及解决方法。
详细描述
zemax界面使用问题主要包括界面不熟悉、操作不流畅、界面卡顿等。解决 方案主要包括学习zemax界面使用教程、熟练掌握zemax界面的功能和快捷 键、定期清理软件缓存等。
zemax光学设计问题
总结词
zemax光学设计中的常见问题及解决方法。
生产制造：根据仿真分析结果，制定生产计划并进行制 造。
案例2：自由曲面光学设计
方法介绍：自由曲面光学设计是一种利用自由曲 面结构实现光束调控的技术，具有高精度、高稳 定性和低损耗等优点。 步骤
确定设计目标：根据实际应用需求，明确设计目标 ，如光束形状、光束方向、光束大小等。
建立模型：利用zemax软件中的自由曲面模块 进行建模，调整曲面的形状和参数，以满足设 计目标。
像差分析
提供多种像差分析方法，包括点列图、等 晕图、波前图等。
结构光设计
可实现结构光系统的设计及优化。
zemax的应用领域
光学仪器
zemax软件可应用于望远镜、显微镜 、照相机等光学仪器设计。
02
激光技术
zemax软件可应用于激光器、激光雷 达、激光测距等激光技术领域。
01
03
光电检测
《zemax培训教程》课件
详细描述
介绍 Zemax 中光场模拟的方法，包括建立光学模型、设置模拟参数、进行模拟计算等。同时，介绍 Zemax 中进行光场模拟的技巧，如使用蒙特卡洛光线追迹、考虑光源波动、控制模拟精度等。
Zemax光场模拟实例
zemax与其它光学设计软件比较
06
Zemax与CodeV比较
Zemax与Lighttools比较
zemax lm
zemax sd
zemax ts
1
Hale Waihona Puke zemax的市场地位2
3
zemax是全球最大的光学设计软件公司之一，其软件被广泛应用于消费电子产品、医疗器械、汽车、航空航天等领域。
zemax也是全球最大的照明设计软件公司之一，其lm软件被广泛应用于汽车、建筑、照明器具等领域。
zemax还是全球最大的镜头设计软件公司之一，其sd软件被广泛应用于相机、望远镜、显微镜等领域。
zemax基本原理
02
zemax通过精确追踪光线在系统中的传播路径，以模拟真实光学系统的成像过程。
光线追迹
zemax采用波动光学理论，包括光波的干涉、衍射和相干性等概念，以模拟光波在光学元件上的传播。
波动光学理论
zemax光路模拟原理
优化变量
01
zemax优化的变量通常包括镜片的形状、位置和角度等，以实现对系统性能的优化。
总结词
通过 Zemax 进行照明设计的方法和技巧
详细描述
介绍 Zemax 中照明设计的方法，包括光源的选择、灯具的设计、反光罩和透镜的设计等。同时，介绍 Zemax 中进行照明设计的技巧，如使用光线追迹、优化照明分布、控制光斑形状等。
Zemax照明设计实例
总结词
通过 Zemax 进行光场模拟的方法和技巧
介绍 Zemax 中光场模拟的方法，包括建立光学模型、设置模拟参数、进行模拟计算等。同时，介绍 Zemax 中进行光场模拟的技巧，如使用蒙特卡洛光线追迹、考虑光源波动、控制模拟精度等。
Zemax光场模拟实例
zemax与其它光学设计软件比较
06
Zemax与CodeV比较
Zemax与Lighttools比较
zemax lm
zemax sd
zemax ts
1
Hale Waihona Puke zemax的市场地位2
3
zemax是全球最大的光学设计软件公司之一，其软件被广泛应用于消费电子产品、医疗器械、汽车、航空航天等领域。
zemax也是全球最大的照明设计软件公司之一，其lm软件被广泛应用于汽车、建筑、照明器具等领域。
zemax还是全球最大的镜头设计软件公司之一，其sd软件被广泛应用于相机、望远镜、显微镜等领域。
zemax基本原理
02
zemax通过精确追踪光线在系统中的传播路径，以模拟真实光学系统的成像过程。
光线追迹
zemax采用波动光学理论，包括光波的干涉、衍射和相干性等概念，以模拟光波在光学元件上的传播。
波动光学理论
zemax光路模拟原理
优化变量
01
zemax优化的变量通常包括镜片的形状、位置和角度等，以实现对系统性能的优化。
总结词
通过 Zemax 进行照明设计的方法和技巧
详细描述
介绍 Zemax 中照明设计的方法，包括光源的选择、灯具的设计、反光罩和透镜的设计等。同时，介绍 Zemax 中进行照明设计的技巧，如使用光线追迹、优化照明分布、控制光斑形状等。
Zemax照明设计实例
总结词
通过 Zemax 进行光场模拟的方法和技巧
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简介 ppt课件
PPT课件
3
ZEMAX界面
PPT课件
4
ZEMAX是焦点公司的产品，在大陆的代理 商是讯技光电科技(上海)有限公司。 共有三个版本 Zemax-se (标准版) Zemax-xe (完整版) Zemax-ee (专业版)
PPT课件
5
ZEMAX能够辅助你设计光学系统，但不 能教你如何去进行镜头或光学系统的设计， 更不能自动智能设计。
PPT课件 10
设定视场（Field)
可以设置12个视场，可以是下面四种形式： ﹡物方视场角（Angle(Degree)） ﹡物高（Object Height） ﹡近轴像高（Paraxial Image Height） ﹡实际像高（Real Image Height）
PPT课件
11
PPT课件
12
非共轴模式
以物件之观念建构模型。 无顺序之考虑。 对同一物件可同时计算穿透,反射,吸收及散 射。 需模拟大量光线(需较长时间)。 最接近真实光线之行为。 无法作优化及公差分析。
PPT课件 39
编辑菜单
镜头数据 评介函数 多重结构 公差数据 附加数据
PPT课件
Non-Sequential Mode 非序列模式（非共轴模式）
PPT课件
37
共轴模式（常用）
以光学面来建构模型。 计算时考虑光学面之顺序。 各光学面只计算一次。 计算速度快,时间短。 可作优化计算(Optimization) 及
公差分析(Tolerance)
PPT课件 38
打开Default merit function对话框，选择 RMS spot radius作为优 化数据，加入边界约束条件。
zemax基本介绍和操作PPT学习课件
可进行优化和公差分析
以object为对象建模 不限制光线和相交的顺序 光线与同一面或物可多次相交
光线会分裂 镜面反射和漫反射
可以是全反射 在object外的光线也进行追迹 object的位置由全局坐标确定
所有空间是等价的 分析的光线多，计算速度慢
不能做优化和公差分析
2
2020/3/4
Ray Tracing
• 点列图的均方根半径值越小，成像质量越好。
RMS半径：先把每条光线和参考点 之间的距离的平方，求出所有光线 的平均值，然后取平方根
重庆大学 - 光学CAD
21
RMS半径
2020/3/4
OPD fan图
• OPD fan：是光线的光程和主光线的光程之差
重庆大学 - 光学CAD
22
2020/3/4
其它像差曲线
统的数据，或者报告错误信息等。
重庆大学 - 光学CAD
6
2020/3/4
编辑视窗（Editor Window）
• 6种不同的编辑器（Editors）：
镜头数据编辑器（Lens Data Editor），评价函数编辑器（Merit
Function Editor）、多重组态编辑器（Multi-configuration Editor）、
操作符名称
操作符所处的位置序号
所需参数
目标值
权重因子 目标值
32
2020/3/4
优化方法
• Optimization • 一般选择自动优化
重庆大学 - 光学CAD
33
2020/3/4
16
波长设置
• System-wavelength 目视光学系统 F光（ 486.3nm）和 C光（ 656.28nm） 计算和校正色差，对 D光（ 587.56nm ） 校正单色像差
以object为对象建模 不限制光线和相交的顺序 光线与同一面或物可多次相交
光线会分裂 镜面反射和漫反射
可以是全反射 在object外的光线也进行追迹 object的位置由全局坐标确定
所有空间是等价的 分析的光线多，计算速度慢
不能做优化和公差分析
2
2020/3/4
Ray Tracing
• 点列图的均方根半径值越小，成像质量越好。
RMS半径：先把每条光线和参考点 之间的距离的平方，求出所有光线 的平均值，然后取平方根
重庆大学 - 光学CAD
21
RMS半径
2020/3/4
OPD fan图
• OPD fan：是光线的光程和主光线的光程之差
重庆大学 - 光学CAD
22
2020/3/4
其它像差曲线
统的数据，或者报告错误信息等。
重庆大学 - 光学CAD
6
2020/3/4
编辑视窗（Editor Window）
• 6种不同的编辑器（Editors）：
镜头数据编辑器（Lens Data Editor），评价函数编辑器（Merit
Function Editor）、多重组态编辑器（Multi-configuration Editor）、
操作符名称
操作符所处的位置序号
所需参数
目标值
权重因子 目标值
32
2020/3/4
优化方法
• Optimization • 一般选择自动优化
重庆大学 - 光学CAD
33
2020/3/4
16
波长设置
• System-wavelength 目视光学系统 F光（ 486.3nm）和 C光（ 656.28nm） 计算和校正色差，对 D光（ 587.56nm ） 校正单色像差
《zemax教程》PPT课件
光学系统仿真流程
建立光学系统模型
根据实际需求，选择合适的光学元件和参数 ，构建光学系统模型。
设置仿真参数
确定仿真波长、光源类型、探测器参数等， 以模拟实际光学系统的工作环境。
运行仿真
通过光线追迹算法计算光线在光学系统中的 传播路径和成像质量。
结果分析
对仿真结果进行分析，包括光斑形状、能量 分布、像差等，评估光学系统性能。
非球面设计流程
详细阐述非球面设计的步 骤，包括初始结构选择、 优化算法设置等。
非球面设计实例
通过具体案例展示如何在 zemax软件中进行非球面 设计，并分析设计结果。
多层膜系设计技术
多层膜系基本概念
解释多层膜系的构成、工作原理及在光学系统中的应用。
多层膜系设计方法
介绍多层膜系设计的常用方法，如等效折射率法、传输矩阵法等。
zemax软件应用领域
照明设计
灯具、光源、反射器等
成像系统
相机、望远镜、显微镜等
非成像系统
投影仪、激光器等
光纤通信系统
光纤、光缆、光器件等
zemax软件特点与优势
强大的光学设计能力
支持多种类型的光学系统设计，包括成像 和非成像系统，能够实现复杂的光学模拟 和分析。
友好的用户界面
界面简洁直观，易于上手，同时提供详细 的帮助文档和教程，方便用户学习和使用 。
处理
03
可在Matlab中调用Zemax进行光学仿真和优化
与专业光学设计软件集成方法
01
通过Zemax的OpticStudio API与其他光学设计软件进行 集成
02
可实现与其他光学设计软件的 数据交换和共享
03
可在其他光学设计软件中调用 Zemax进行联合设计和仿真
《zemax教程》课件2
5. Zemax中的光学元件和参数设置
介绍Zemax中常用的光学元件，以及如何进行参数设置和调整，以满足不同的设计需求。
6. Zemax中的光路图、传输函数和MTF分析
学习如何在Zemax中绘制光路图，进行传输函数分析和模态传递函数（MTF）分析，以评估系统的性能。
7. Zemax中的光学优化方法
《Zemax教程》PPT课件
欢迎来到《Zemax教程》PPT课件! 这个课件将带你深入了解Zemax光学设计软 件的基本概念、优势以及各种设计和分析方法。
1. Zemax的基本概念和优势
通过一些例子和应用说明Zemax的基本概念、光学设计原理以及使用Zemax进 行设计和分析的优势。
2. 安装Zemax软件及使用
介绍Zemax软件的安装步骤和基本界面，以及如何使用Zemax和界面 设置
详细介绍Zemax软件的各个界面元素、工具和设置选项，帮助你更好地进行光 学设计和分析。
4. 简单的光学设计和分析实例
通过实际的实例和案例，演示如何使用Zemax进行简单的光学设计和分析，让 你更熟悉和掌握工具的使用。
探讨Zemax中常用的光学优化方法，包括全局优化、局部优化和多参数优化，以及如何选择适合你的设计问题 的方法。
8. 基于Zemax的光学系统设计 案例分析
通过一些实际的案例分析，展示如何使用Zemax进行复杂光学系统的设计，包 括镜头设计、光纤系统设计等。
Zemax软件设计教程幻灯片
3/24/2020
15
Graphic and Text windows
ZEMAX的图形和文本窗口都为评价和分析光学系统的性能提供 了有力的帮助。
ZEMAX的有些功能只支持图形窗口（比如layout，3D layout） ， 有些功能只支持文本窗口（如System Data，Prescription Data，Ray Trace，Seidel Coefficients），有些功能既有图形窗口也有文本窗 口（如Ray Fan，OPD Fan，Spot Diagram）
3/24/2020
24
3/24/2020
Working F/#=1/[2sin(5.76436)]=4.97822391 Paraxial Working F/#=1/[2tan(arccos(0.9950372))]=5.00000496
25
Fie
ZEMAX支持4种不同视场形式： Field angle: XZ和YZ平面上主光线与Z轴的夹角。常用于无限共轭系统。 Object height: 物面上X，Y高度。常用于有限共轭系统。 Paraxial Image height: 像面上的近轴像高。用于需要固定像的大小的设计中（只 用于近轴光学系统中） Real image height: 像面上实际像高。用于需要固定像幅的设计中（如camera lenses）。
3/24/2020
31
Surface Type
1.提供了近60种的光学曲面面形， 主要类型有： 平面、球面、标准二次曲面、非 球面、光锥面、轮胎面、折射率 渐变面、二元光学面、光栅(固 定周期和变周期)、全息衍射元 件、Fresnel透镜、波带片等。 2.还提供了User Defined Surface。 用户只需要按照它的语法规定， 用C++语言编写DLL文件与 ZEMAX相连接就可以建立自己 需要的面形。
《zemax教程》幻灯片
Ray Tracing的3种方式〔III〕
〔3〕 Purely Non-sequential(aka NSC without port) •所有object都是3D shell or solids； •每个object都在一个空间坐标系中定义了其特性； •需要定义光源的发光特性和位置，定义detector收集光线； •光线一直追迹，直到它遇到以下情况才终止： Nothing， 能量低于定义的阈值。 •计算时光学元件的相对位置由空间坐标确定；对同一元件，可同时进 展穿透、反射、吸收及散射的特性计算； •无法作优化及公差分析；
《zemax教程》幻灯片
本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！ 本课件PPT仅供大家学习使用 学习完请自行删除，谢谢！
国内外光学设计软件情况
※国内情况： • 北京理工大学(SOD)，南京理工大学等自编光学设计软件。 ※国外情况： • Optical Research Associates: Code V • Lambda: OSLO等。
Sequential system例子
Ray Tracing的3种方式〔II〕
〔2〕Hybrid sequential/non-sequential(aka NSC with ports) •所有object都是3D shell or solids；
•每个object都在一个空间坐标系中定义了其特性； •光线从input port进入non-sequential group；从exit port 离
等。
ZEMAX Editors界面
有很多种： Lens data editor: 根本的lens data，包括surface type, radius,
thickness, glass,etc. Merit function editor:优化时，定义和编辑merit function； Multi-Configuration editor：为变焦镜头和其它多重构造系统定义多
《zemax实验》课件
与Code V的比较
总结词：用户界面友好性
Code V的用户界面相对较为复杂，学习曲线较陡峭。相比之下，Zemax的用户界面更加直观和易于使用，对于初学者和新手 更加友好。
与Code V的比较
总结词：开放性
Code V具有较强的开放性，与其他CAD和光学仿真软件具有良好的兼容性和数据交换能力。Zemax 也支持与其他软件的互操作性，但相对而言Code V的开放性更高。
实验步骤
步骤一
打开Zemax软件，创建新项目 ，设置光学系统参数。
步骤二
在软件中导入光源、镜头、探 测器等光学元件的参数。
步骤三
进行光学系统性能仿真，模拟 不同波长、不同角度的光线通 过光学系统的情况。
步骤四
采集数据，对仿真结果进行分 析和比较。
实验结果分析
结果一
分析不同波长、不同角度 的光线通过光学系统后的 能量分布情况，评估光学 系统的性能。
结果二
根据仿真结果，优化光学 系统参数，提高光学系统 的性能。
结果三
将仿真结果与实际测量结 果进行比较，验证仿真模 型的准确性。
03 Zemax光学设计实例
简单透镜设计
总结词
介绍简单透镜设计的原理和步骤，包 括焦距、光焦度、透镜形状等参数的 计算和优化。
优化设计
通过Zemax软件的光学优化功能，对 透镜参数进行优化，提高成像质量。
Zemax的学习曲线可能相对较陡峭，但一 旦熟悉其功能和操作，用户可以获得更高级
的光学设计和分析能力。
05 Zemax实验的注意事项 和常见问题
注意事项
软件安装与运行
确保计算机满足Zemax软件的最低系统要求 ，正确安装并激活软件。
实验环境设置
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
展开后有文件的打开（Open），新建（New），存储（Save），另存为（Save as） 等，偏好（Preference）可以修改文字大小，快捷按钮和状态栏中的内容。
编辑器（Editors）
栏中包括ZEMAX中所有编辑器命令，展开后可打开Lens data editor，Merit function editor。
ZEMAX 基本介绍和操作
王宁
RAY TRACING
Sequential
Non-sequential
以surface为对象建模 指定光线和面相交的顺序 光线与每个面只相交一次
光线不会分光 镜面反射
光线不能超过临界角 通过孔径外的光线必须渐晕 surface 位置由前一个面确定 每个面都有物空间和像空间 计算的光线少，计算速度快
外部程序接口（Extensions）
ZEMAX环境中，使用该接口可以执行外部扩展名为“*.EXE”的执行程序，用来与 ZEMAX交换数据，或ZPL宏不能完成的功能。外部程序可以用C语言等编程工具完成。
视窗（Windows） 帮助（Help）
重庆大学 - 光学CAD
LDE编辑器
入瞳
重庆大学 - 光学CAD
重庆大学 - 光学CAD
菜单栏
工具（Tools）
也是ZEMAX中的非常重要的菜单之一，分成七块：第一块用来进行光学镜头的局 部优化（Optimization）、全局优化（Global / Search /Hammer Optimization）等；第二块分析镜头的公差，计算传递函数的点列图，波差等变 化量表。第三块是材料选择，有察勘玻璃库或向库中新增添或删除玻璃条目，寻找 简单的透镜数据并插入到透镜数据编辑器中。第四块是镀膜模型。第五块是系统中 镜头的孔径的定义，可以与渐晕系数配合共同使用。第六块主要用来整体设计(1)按 焦距或放大率缩放当前系统；(2)在当前系统中加入或删除折转发射镜。第七块以后 讨论。
统的数据，或者报告错误信息等。
编辑视窗（EDITOR WINDOW）
• 6种不同的编辑器（Editors）： 镜头数据编辑器（Lens Data Editor），评价函数编辑器（Merit Function Editor）、多重组态编辑器（Multi-configuration Editor）、 公差数据编辑器（Tolerance Data Editor）、用于补充光学面的附加数据 编辑器（Extra Data Editor）、以及非序列元件编辑器（Nonsequential Components Editor）。
系统（System）
定义或更新光学系统的光学特性数据，例如相对孔径、视场和选取的工作波长等。
分析（Analysis）
它是ZEMAX中的非常重要的菜单之一，是用来进行像质评价和分析的主要工具， 对于其中的每一项的数据的含义，单位要很好地理解。主要有：Fans中的光线像差 （Ray aberration），点列图（Spot diagrams）、调制传递函数（MTF）、点扩散 函数（PSF）、波像差（Wavefront）、圆内能量集中度（Encircled Energy）；杂 项（Miscellaneous）中的场曲与畸变（Field Curv/Dist）、轴向球差 （Longitudinal aberration）和垂轴色差（Lateral Color）。
Sequential
Non-sequential
重庆大学 - 光学CAD
•ห้องสมุดไป่ตู้EMAX 用户界面
重庆大学 - 光学CAD
ZEMAX主视窗
标题栏
菜单栏
工具栏
重庆大学 - 光学CAD
状态栏
ZEMAX用户界面类型
ZEMAX有4种主要类型的用户界面： • Editors:定义和编辑光学面和其他数据； • Graphic windows：显示图形数据； • Text windows：显示文本数据； • Dialog boxes：编辑和回顾其他窗口或系
物面
透镜组
像面
• 物面（OBJ） • 入瞳（STO） • 透镜组（Radius、Thickness、Glass） • 像面（IMA）
执行已经编译好的宏程序。宏程序的编程过程：（1）使用一般的文本编辑器或使用 ZEMAX自身的编辑功能创建扩展名为“*.ZPL”文件，该文件置于ZEMAX目录下的 Macros目录中；（2）使用ZEMAX提供的命名或函数库进行程序编写；（3）用 Macros菜单下的“Run/Edit Zpl Macros…”执行宏程序。宏程序可以提取光线追迹数 据、像质指标等，可以定义新的优化设计用的操作符。执行时，宏程序作用的对象是 当前显示的镜头系统。
重庆大学 - 光学CAD
图形视窗（GRAPHIC WINDOW）
最常用的有草图（Layout）、扇形图（Ray fans）、点列图（spot Diagram） 调制传递函数（MTF Plots）图等。
重庆大学 - 光学CAD
文本视窗（TEXT WINDOWS）
重庆大学 - 光学CAD
设计的文字资料，如详细数据 （Prescription Data）、像差数据等显 示在文本视窗中。
可进行优化和公差分析
以object为对象建模 不限制光线和相交的顺序 光线与同一面或物可多次相交
光线会分裂 镜面反射和漫反射
可以是全反射 在object外的光线也进行追迹 object的位置由全局坐标确定
所有空间是等价的 分析的光线多，计算速度慢
不能做优化和公差分析
重庆大学 - 光学CAD
RAY TRACING
报告（Report）
形成镜头设计结果的报告，可以作为每一个光学面的形成报告（Surface data）； 也能为镜头系统形成高斯参数或光学特性参数的报告（System data）；还可以给出 设计结果的详细数据报告（Prescription data）。
重庆大学 - 光学CAD
菜单栏
宏编程（Macros）
对话框（DIALOGS）
重庆大学 - 光学CAD
固定大小，在过程中跳出来的视 窗（鼠标拖曳不能改变大小）
用于定义或更新视场（Fields）、 波长（Wavelengths）、孔径 （Apertures）、面型（Surface types）等。
多视窗同时显示
重庆大学 - 光学CAD
菜单栏
文件（File）
编辑器（Editors）
栏中包括ZEMAX中所有编辑器命令，展开后可打开Lens data editor，Merit function editor。
ZEMAX 基本介绍和操作
王宁
RAY TRACING
Sequential
Non-sequential
以surface为对象建模 指定光线和面相交的顺序 光线与每个面只相交一次
光线不会分光 镜面反射
光线不能超过临界角 通过孔径外的光线必须渐晕 surface 位置由前一个面确定 每个面都有物空间和像空间 计算的光线少，计算速度快
外部程序接口（Extensions）
ZEMAX环境中，使用该接口可以执行外部扩展名为“*.EXE”的执行程序，用来与 ZEMAX交换数据，或ZPL宏不能完成的功能。外部程序可以用C语言等编程工具完成。
视窗（Windows） 帮助（Help）
重庆大学 - 光学CAD
LDE编辑器
入瞳
重庆大学 - 光学CAD
重庆大学 - 光学CAD
菜单栏
工具（Tools）
也是ZEMAX中的非常重要的菜单之一，分成七块：第一块用来进行光学镜头的局 部优化（Optimization）、全局优化（Global / Search /Hammer Optimization）等；第二块分析镜头的公差，计算传递函数的点列图，波差等变 化量表。第三块是材料选择，有察勘玻璃库或向库中新增添或删除玻璃条目，寻找 简单的透镜数据并插入到透镜数据编辑器中。第四块是镀膜模型。第五块是系统中 镜头的孔径的定义，可以与渐晕系数配合共同使用。第六块主要用来整体设计(1)按 焦距或放大率缩放当前系统；(2)在当前系统中加入或删除折转发射镜。第七块以后 讨论。
统的数据，或者报告错误信息等。
编辑视窗（EDITOR WINDOW）
• 6种不同的编辑器（Editors）： 镜头数据编辑器（Lens Data Editor），评价函数编辑器（Merit Function Editor）、多重组态编辑器（Multi-configuration Editor）、 公差数据编辑器（Tolerance Data Editor）、用于补充光学面的附加数据 编辑器（Extra Data Editor）、以及非序列元件编辑器（Nonsequential Components Editor）。
系统（System）
定义或更新光学系统的光学特性数据，例如相对孔径、视场和选取的工作波长等。
分析（Analysis）
它是ZEMAX中的非常重要的菜单之一，是用来进行像质评价和分析的主要工具， 对于其中的每一项的数据的含义，单位要很好地理解。主要有：Fans中的光线像差 （Ray aberration），点列图（Spot diagrams）、调制传递函数（MTF）、点扩散 函数（PSF）、波像差（Wavefront）、圆内能量集中度（Encircled Energy）；杂 项（Miscellaneous）中的场曲与畸变（Field Curv/Dist）、轴向球差 （Longitudinal aberration）和垂轴色差（Lateral Color）。
Sequential
Non-sequential
重庆大学 - 光学CAD
•ห้องสมุดไป่ตู้EMAX 用户界面
重庆大学 - 光学CAD
ZEMAX主视窗
标题栏
菜单栏
工具栏
重庆大学 - 光学CAD
状态栏
ZEMAX用户界面类型
ZEMAX有4种主要类型的用户界面： • Editors:定义和编辑光学面和其他数据； • Graphic windows：显示图形数据； • Text windows：显示文本数据； • Dialog boxes：编辑和回顾其他窗口或系
物面
透镜组
像面
• 物面（OBJ） • 入瞳（STO） • 透镜组（Radius、Thickness、Glass） • 像面（IMA）
执行已经编译好的宏程序。宏程序的编程过程：（1）使用一般的文本编辑器或使用 ZEMAX自身的编辑功能创建扩展名为“*.ZPL”文件，该文件置于ZEMAX目录下的 Macros目录中；（2）使用ZEMAX提供的命名或函数库进行程序编写；（3）用 Macros菜单下的“Run/Edit Zpl Macros…”执行宏程序。宏程序可以提取光线追迹数 据、像质指标等，可以定义新的优化设计用的操作符。执行时，宏程序作用的对象是 当前显示的镜头系统。
重庆大学 - 光学CAD
图形视窗（GRAPHIC WINDOW）
最常用的有草图（Layout）、扇形图（Ray fans）、点列图（spot Diagram） 调制传递函数（MTF Plots）图等。
重庆大学 - 光学CAD
文本视窗（TEXT WINDOWS）
重庆大学 - 光学CAD
设计的文字资料，如详细数据 （Prescription Data）、像差数据等显 示在文本视窗中。
可进行优化和公差分析
以object为对象建模 不限制光线和相交的顺序 光线与同一面或物可多次相交
光线会分裂 镜面反射和漫反射
可以是全反射 在object外的光线也进行追迹 object的位置由全局坐标确定
所有空间是等价的 分析的光线多，计算速度慢
不能做优化和公差分析
重庆大学 - 光学CAD
RAY TRACING
报告（Report）
形成镜头设计结果的报告，可以作为每一个光学面的形成报告（Surface data）； 也能为镜头系统形成高斯参数或光学特性参数的报告（System data）；还可以给出 设计结果的详细数据报告（Prescription data）。
重庆大学 - 光学CAD
菜单栏
宏编程（Macros）
对话框（DIALOGS）
重庆大学 - 光学CAD
固定大小，在过程中跳出来的视 窗（鼠标拖曳不能改变大小）
用于定义或更新视场（Fields）、 波长（Wavelengths）、孔径 （Apertures）、面型（Surface types）等。
多视窗同时显示
重庆大学 - 光学CAD
菜单栏
文件（File）