zemax_优化函数说明书

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zemax优化操作函数汇总

zemax优化操作函数汇总

优化函数1、像差SPHA(球差):surf表面编号/wave波长/target设定目标值/weight权重指定表面产生的球差贡献值,以波长表示。

如果表面编号值为零,则为整个系统的总和COMA(彗差) :surf表面编号/wave波长/target设定目标值/weight权重指定表面产生的贡献值,以波长表示。

如果表面编号值为0,则是针对整个系统。

这是由塞得和数计算得到的第三级彗差,对非近轴系统无效.ASTI(像散):指定表面产生像散的贡献值,以波长表示。

如果表面编号值为0,则是针对整个系统。

这是由塞得和数计算得到的第三级色散,对非近轴系统无效FCUR(场曲):指定表面产生的场曲贡献值,以波长表示。

如果表面编号值为0,则是计算整个系统的场曲。

这是由塞得系数计算出的第三级场曲,对非近轴系统无效.DIST(畸变):指定表面产生的畸变贡献值,以波长表示。

如果表面编号值为0,则使用整个系统。

同样,如果表面编号值为0,则畸变以百分数形式给出。

这是由塞得系数计算出的第三级畸变,对与非近轴系统无效.DIMX(最大畸变值):它与DIST 相似,只不过它仅规定了畸变的绝对值的上限。

视场的整数编号可以是0,这说明使用最大的视场坐标,也可以是任何有效的视场编号。

注意,最大的畸变不一定总是在最大视场处产生。

得到的值总是以百分数为单位,以系统作为一个整体。

这个操作数对于非旋转对称系统可能无效。

AXCL(轴向色差):以镜头长度单位为单位的轴向色差。

这是两种定义的最边缘的波长的理想焦面的间隔。

这个距离是沿着Z 轴测量的。

对非近轴系统无效.LACL(垂轴色差):这是定义的两种极端波长的主光线截点的y方向的距离。

对于非近轴系统无效TRAR(垂轴像差):在像面半径方向测定的相对于主光线的垂轴像差.TRAX(x方向垂轴像差):在像面x方向测定的相对于主光线的垂轴像差TRAY(Y方向垂轴像差):在像面Y方向测定的相对于主光线的垂轴像差TRAI(垂轴像差):在指定表面半口径方向测定的相对于主光线的垂轴像差.类似于TRAR,只不过是针对一个表面,而不是指定的像面.OPDC(光程差):指定波长的主光线的光程差.PETZ(匹兹伐曲率半径):以镜头长度单位表示,对非近轴系统无效PETC(匹兹伐曲率):以镜头长度单位的倒数表示,对非近轴系统无效RSCH:相对于主光线的RMS 斑点尺寸(光线像差)。

zemax主要优化函数(ZEMAXmainoptimizationfunction)

zemax主要优化函数(ZEMAXmainoptimizationfunction)

zemax主要优化函数(ZEMAX main optimization function)ZEMAX main optimization function table, 2008 28 Monday 07 00:53 optimization functionAberration 1SPHA (spherical aberration):surf surface number /wave, wavelength /target, set target value, /weight weightThe contribution of the spherical aberration to the specified surface is represented by wavelengths. If the surface number is zero, it is the sum of the entire systemCOMA (coma):surf surface number /wave wavelength /target target value /weight weightSpecify the contribution value of the surface, expressed in wavelength. If the surface number is 0, it is for the entire system. This isAnd as calculated by the number of third level coma of non paraxial invalid system.ASTI (astigmatism): Specifies the contribution of a surface to astigmatism, represented by wavelengths. If the surface number is 0, it is for the entire system. This is the third level was calculated by dispersion and number of non paraxial, invalid systemFCUR (field curvature): specify the contribution of the surface to the field, expressed at wavelengths. If the surface numberis 0, then the whole system is calculated. This is the third level was calculated by the field curvature coefficient, the non paraxial invalid system.DIST (distortion): Specifies the contribution of a surface to distortion, expressed as a wavelength. If the surface number is 0, the entire system is used. Similarly, if the surface number is 0, the distortion is given in percentage. This is the third level was calculated by the distortion coefficient of non paraxial, and invalid system.DIMX (maximum distortion): it is similar to DIST, but it only specifies the upper limit of the absolute value of distortion. The integer number of the field of view can be 0, indicating the use of the maximum field of view coordinates, or any valid field number. Note that the greatest distortion does not always occur at the maximum field of view. The resulting value is always in percentage, and the system as a whole. This operand may be invalid for a non rotationally symmetric system.AXCL (axial chromatic aberration): axial chromatic aberration in units of lens length. This is the two definition of the most marginal wavelength of the ideal focal plane interval. This distance is measured along the Z axis. Is not valid for non paraxial systemsLACL (vertical axis chromatic aberration): This is the distance of the Y direction of the main light point of the two extreme wavelengths defined. Invalid for non paraxial systemsTRAR (vertical axis aberrations): vertical aberrationsrelative to the main light measured in the direction of the image plane radiusTRAX (x direction vertical axis aberrations): vertical aberrations relative to the main light measured in the image plane xTRAY (Y direction vertical axis aberrations): vertical aberrations relative to the main light measured in the image plane YTRAI (vertical axis aberration): vertical aberrations in the specified surface half aperture direction relative to the main light. Similar to TRAR, only for a surface, not for a specified image planeOPDC (Guang Chengcha): the optical path difference of the primary ray of the specified wavelengthPETZ (Petzval curvature radius): the length of the lens unit, non paraxial system of invalidPETC (Petzval curvature): the reciprocal of length of the lens unit, the non paraxial invalid systemRSCH: the RMS spot size (light aberration) relative to the main light.RSCE: Hx, Hy, measured by the length of a lens, relative to the geometric centroid of the RMS spot (ray aberration).This operand is similar to RSCH, except that the reference point is like the centroid, not the primary ray. For details, see RSCH. R0Y}N ~Q!The RWCH: band wavelength Hx, Hy, is relative to the RMS wavefront difference of the main light. Its unit is wavelength. Since the average OPD has been subtracted, this RMS actually refers to the standard wavefront deviation. See RWCE. For details, see RSCHBRWCE: the band gap Hx, Hy, and the RMS wavefront difference relative to the diffraction centroid. This operation is useful for minimizing the wavefront deviation, deviation from the wavefront Strehl ratio and the MTF area under the curve is proportional to the. Its unit is wavelength. See RWCH. For details, see RSCHANAR: the angle difference radius of the main light relative to the main wavelength measured on an image plane. This number is defined as 1-cos theta theta, here is between the traced rays and the angle of the light. See TRARZERN: Zernike edge factor. The coefficient terms Int1, Int2, Hx, and Hy data values are used to specify the number of Zernike coefficient terms (1-37), the wavelength number, the sampling density (1=32*32, 2=64*64, etc.) and the field of view position. Note that if you have multiple ZERN operands with only variable number of entries, they should be placed in adjacent rows at the edit interface. Otherwise, the computation speed will be reducedTRAC: vertical axis aberrations relative to the center of mass in the direction of the image plane radius. Unlike other operands, TRAC works correctly according to the distribution of other TRAC operands in the edit function of the evaluation function. TRAC operands must be grouped together by field of view and wavelength. ZEMAX will trace all the TRAC rays of a common field of view together, and then calculate the centroid of all the light based on these collective data. Only the default evaluation function tool is used to import this operand into the evaluation function editing interface, rather than advising the user to use it directly.OPDX: this sphere can minimize the RMS wavefront difference relative to the optical path difference of a moving and tilted sphere; here, ZEMAX uses the centroid reference. OPDX has the same constraints as TRAC. See TRAC for more details.RSRE: grid wavelength Hx, Hy, measured by the length of a lens unit, relative to the geometric centroid of the RMS dot size (ray aberration). This operand is similar to RSCE, except that it uses the light of the rectangular mesh rather than the Gauss integral method. This operand is generally accepted for vignetting. A grid value of 1 represents 4 rays, 2 represents a trace, each quadrant tracks a 2*2 mesh (16 rays), and 3 represents a 3*3 grid (36 rays) per quadrant, and so on. The symmetry of the system has been taken into accountRSRH: similar to RSRE, but the reference point is the main light.RWRH: similar to RSRH, it's only calculating wavefrontdifferences, not speckle sizesRWRE: similar to RSRE, it's only calculating wavefront differences, not speckle sizes.The x component of TRAD:TRAR. TRAD has the same constraints as TRAC. See TRAC for more details.The Y component of TRAE:TRAR. TRAD has the same constraints as TRAC. See TRAC for more detailsX: vertical aberrations relative to the center of mass measured in the direction of the image plane TRCX.See TRAC. Only the default evaluation function tool is used to import this operand into the evaluation function editing interface, rather than advising the user to use it directly.Y: vertical aberrations relative to the center of mass measured in the direction of the image plane TRCYDISG: generalized distortion, the reference field wavelength is. Expressed as a percentage. This operator calculates the distortion of any light at any wavelength and in any field of view, taking any field of view as a reference. The method of use and the assumptions you make are the same as those described in the chapter on the analysis menuFCGS: normalized sagittal field curvature. The field values are calculated for each wavelength, each field of view. Normalization of this value yields a reasonable result, evenfor non rotationally symmetric systems. See the analysis of the field features in the menu Chapter 32 "1 & S"FCGT: normalized meridional field curve.DISC: normalized distortion. This operand calculates the normalized distortion of the entire visible field, and obtains the absolute value of the maximum non-linear value for the f- theta condition. This operand is very useful for the design of those f- theta lenses. -Y 0uB;OPDM: the optical path difference relative to the average OPD; this operand is calculated from the average OPD of all rays on the pupil as a reference to the OPD value. OPDM has the same constraints as TRAC. See TRACn BZ=Ytl A for more detailsBSER: Aiming error. Semi coordinates are divided by the effective focal length is defined as the main light aiming error traced on the field axis. This definition will produce measurements of the angular deviation of the image. A`mP-MKTp'Id9C'+^]2, modulation letter xDTy 7$KZD@FpGL 8, XqMTFT: the square wave modulation transfer function value of meridian. Sampling density wavelength. It calculates the diffraction MTF value. The parameter Int1 must be an integer (1, 2, 3)... ) 1 produces a sampling density of 32*32, 2 producesa sampling density of 64*64, and so forth. The Int2 must be a valid wavelength number, or 0, representing all wavelengths. The value of Hx must be a valid field number (1, 2)... .). Hy is the spatial frequency expressed in cycles per millimeter. If the computational accuracy of the sampling density relative to MTF is too low, all operands MTF will get zero values. If both meridian and sagittal MTF are required, they are placed in adjacent rows, MTFT and MTFS, which are computed simultaneously. See the instructions for the use of operand MTF in this chapter in more detail. P.BD4 T $MTFS: the modulation transfer function value of the arc vector. For details, see "MTFT"". F, G, l, jMTFA: the mean value of the modulation transfer function of the arc vector and the meridian. For details, see "MTFT"". |'p dg!MSWT: the square wave modulation transfer function value of meridian. For details, see "MTFT"". &Lt{p l8u6MSWS: the square wave modulation transfer function value of the arc vector. V4W0 shall 6MSWA: the mean square of the square wave modulation transfer function of the sagittal and meridional. For details, see "MTFT"". \`cp=OY[ZGMTA: the geometric transfer function of arc vector and meridian, the mean of response curve. The parameter Int1 must be an integer (1, 2,...) 1 produce 32*32 sampling density, 2 produce 64*64 sampling density, and so on.Int2 can be any valid wavelength number, or 0, representing all wavelengths. The value of Hx must be a valid field number (1, 2,...). Hy is the spatial frequency expressed in cycles per millimeter. Px is a marker, and if it is 0, the diffraction limit is used to scale the transfer function values (recommended), otherwise they are not scaled. See the section on the use of operand MTF in this chapter for more details. O$zn+5f9/GMTS: the geometric transfer function response curve of the arrow vector. See the operands GMTA., I, SDlS, G in detailGMTT: Meridian geometric transfer function response curve, in detail, see operand GMTA.WbP, Bp{| Gy =< Y3. Basic optical properties /X2, A, uU (#]. /EFFL: the effective focal length is expressed in units of lens length. It is aimed at the paraxial system, and for non paraxial systems may be inaccurate U:o`/4 "XL"PIMH: the image height on the paraxial image plane of the specified wavelength. A@+3- 0/PMAG: paraxial magnification. This is the ratio of the height of the paraxial main light to the height of the paraxial image plane. Only useful for finite far conjugate systems. Note thatthe near axis image plane can be used even though the system cannot be ideal focused. T w% CwCR5AMAG: angle magnification. This is the ratio of the angle of the main axis of the light between the space and the object space. For non paraxial systems, invalid 3, l, {DE \ENPP: relative to the first surface, the pupil position is indicated by the unit of lens length. This is the paraxial pupil position, valid only for the central system, 9 nG MEXPP: expressed as a unit of lens length relative to the pupil position of the first face. This is the paraxial pupil position, valid only for the central system, A>, Ktl, uLINV: the Lagrange invariants of a system, expressed in units of lens length. Calculate the value MJ 8 & s=y with the paraxial edge light and the main ray dataWFNO: work, F/#. This is calculated from the angle of the actual edge light in the space relative to the main light. SN e E; KPOWR: the weight of the specified number of surfaces (represented by reciprocal units of the length of the lens). This operand is only valid for standard surfaces. Surface numbering &HI^ \ =EPDI: the pupil diameter is expressed in units of lens length. P 85ISFN: like space, F/#. This operand is infinite and conjugatenear axis F/#. See "WFNO" D, bP\}#aEFLX: the effective focal length of the primary wavelength of the surface in the specified range on the fixed X plane is expressed in terms of the length of the lens. The number of the first surface and the number of the last surface. */x9_Lo ^EFLY: the effective focal length of the main wavelength of the surface in the specified range on the fixed Y plane. The jCg <L is expressed in terms of the length of the lens;SFNO: the sagittal work F/# calculated at any defined field of view and wavelength. See TFNO. The field of view is S -F|5 "Sp"TFNO: the meridional work F/# calculated at any defined field of view and wavelength. See SFNO. WN\ sfnJURIMAG: image resolution. No matter what the default settings are currently used, this operand has the same resolution as the result of the geometric image analysis. To use this operand, you must first define the set values in the geometry analysis feature,Then press the Save button in the settings box. The operand IMAE will have the same resolution (normalization) as the image analysis feature. See the instructions in the optimization of the operand IMAE below.。

zemax主要优化函数

zemax主要优化函数
ANAR:在像面上测量的相对于主波长中主光线的角度差半径。这个数定义成 1-cosθ,这里θ是被追迹的光线与主光线之间的角度。参见TRAR
ZERN:泽尼克边缘系数。系数项 波长Int1,Int2,Hx 和Hy 数据值分别用来说明泽尼克系数项的编号(1-37),波长编号,采样密度(1=32*32,2=64*64,等等),和视场位置。注意如果你多个仅系数项编号不同的ZERN 操作数,则在编辑界面中它们应被放在相邻行中。否则将降低计算速度
GMTS:弧矢的几何传递函数响应曲线,详细内容参见操作数GMTA. i SDlS G
GMTT:子午的几何传递函数响应曲线,详细内容参见操作数GMTA.WbP Bp{
| Gy =< Y
3、基本光学特性 /X2 A u
#] ./ u(
EFFL:有效焦距,以镜头长度单位表示。它是针对近轴系统的,对于非近轴系统可能会不准确U:o`/4"xl
RWCH:环带 波长 Hx,Hy,相对于主光线的RMS 波前差。其单位为波长。由于已减去平均OPD,这个RMS 实际上是指标准的波前偏差。参见RWCE。详细内容可参见RSCHB
RWCE:环带 波长 Hx,Hy,相对于衍射质心的 RMS 波前差。这个操作数对于最小化波前偏差是有用的,这个波前偏差于斯特列尔比率和MTF 曲线下的面积成正比。 其单位为波长。参见RWCH。详细内容可参见RSCH
zemax主要优化函数表2008年07月28日 星期一 00:53优化函数
1、像差
SPHA(球差):surf表面编号/wave波长/target设定目标值/weight权重
指定表面产生的球差贡献值,以波长表示。如果表面编号值为零,则为整个系统的总和
COMA(彗差) :surf表面编号/wave波长/target设定目标值/weight权重

ZEMAX优化功能

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•二、给定题目的设计任务任选其一
•*放大镜头
可参考双高斯结构(也可选用其他结构),设计一个用于光电 检测的放大镜头,物像共扼距140mm,像面CCD尺寸( 1024x1024,单个像素为12mm×12mm),被检测物面为平面矩 形(3mm×3mm),使用波长532nm。 成像要求:全视场内MTF大于0.5/40lp, 波像差小于2个波长, 畸变小于0.5%.
练习1:
设计一个F/4双胶合透镜,在光轴上使用,焦距 为100mm,在可见光范围内使用,用BK7和SF1玻璃。 并对所设计的透镜进行优化,最后对双胶合透镜消 球差。
利用上次课做的单透镜和双胶合透镜,改变
透镜的曲率和厚度,将其优化,分别使其弥散斑/ 球差获得最小,查看其它像质评价参数。
练习2:
激光扩束镜:5mm进 25mm出(5x放大) 在0.632um波段校正最佳光程差(评价扩束镜的标准OPD) 伽利略形式
练习4:
将设计的三片式镜头优化,改变透镜曲率、 厚度、空气间隔、光阑的位置,使其获得较 优秀的像质。优化过程可先取中间波长,然 后再分配3种波长优化。查看其像质评价参数。
使用优化操作数:EFFL、MTFT/S、SPHA、 DIST、DIMX
研究生期末课设
•一、根据自己前期的调研,自定题目自选设计任务 • (根据完成质量有适当奖励分)
ZEMAX 优化功能使用
优化使用建议
用比较好的初始结构。
在设计初期,优化可以不追迹所有的视场 和波长,节省时间,权重为0则不进行计算。
尽可能使用缺省的优化函数
尝试交换Merit Function:在spot radius和 wavefront之间交换一下,可能会使其起始点 发生一些改变。
搞清楚那些量在变化。

zemax优化操作函数

zemax优化操作函数

优化函数1、像差SPHA(球差):surf表面编号/wave波长/target设定目标值/weight权重指定表面产生的球差贡献值,以波长表示。

如果表面编号值为零,则为整个系统的总和COMA(彗差) :surf表面编号/wave波长/target设定目标值/weight权重指定表面产生的贡献值,以波长表示。

如果表面编号值为0,则是针对整个系统。

这是由塞得和数计算得到的第三级彗差,对非近轴系统无效.ASTI(像散):指定表面产生像散的贡献值,以波长表示。

如果表面编号值为0,则是针对整个系统。

这是由塞得和数计算得到的第三级色散,对非近轴系统无效FCUR(场曲):指定表面产生的场曲贡献值,以波长表示。

如果表面编号值为0,则是计算整个系统的场曲。

这是由塞得系数计算出的第三级场曲,对非近轴系统无效.DIST(畸变):指定表面产生的畸变贡献值,以波长表示。

如果表面编号值为0,则使用整个系统。

同样,如果表面编号值为0,则畸变以百分数形式给出。

这是由塞得系数计算出的第三级畸变,对与非近轴系统无效.DIMX(最大畸变值):它与DIST 相似,只不过它仅规定了畸变的绝对值的上限。

视场的整数编号可以是0,这说明使用最大的视场坐标,也可以是任何有效的视场编号。

注意,最大的畸变不一定总是在最大视场处产生。

得到的值总是以百分数为单位,以系统作为一个整体。

这个操作数对于非旋转对称系统可能无效。

AXCL(轴向色差):以镜头长度单位为单位的轴向色差。

这是两种定义的最边缘的波长的理想焦面的间隔。

这个距离是沿着Z 轴测量的。

对非近轴系统无效.LACL(垂轴色差):这是定义的两种极端波长的主光线截点的y方向的距离。

对于非近轴系统无效TRAR(垂轴像差):在像面半径方向测定的相对于主光线的垂轴像差.TRAX(x方向垂轴像差):在像面x方向测定的相对于主光线的垂轴像差TRAY(Y方向垂轴像差):在像面Y方向测定的相对于主光线的垂轴像差TRAI(垂轴像差):在指定表面半口径方向测定的相对于主光线的垂轴像差.类似于TRAR,只不过是针对一个表面,而不是指定的像面.OPDC(光程差):指定波长的主光线的光程差.PETZ(匹兹伐曲率半径):以镜头长度单位表示,对非近轴系统无效PETC(匹兹伐曲率):以镜头长度单位的倒数表示,对非近轴系统无效RSCH:相对于主光线的RMS 斑点尺寸(光线像差)。

zemax_优化函数说明书

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操作数编号
标记

AXCL
以镜头长度单位为单位的轴向色差。这是两种定义的最边缘的波长的理想焦面的间隔。这个距离是沿着Z 轴测量的。对非近轴系统无效



BLNK
不做任何事情。用来将操作数列表的各个部分分隔开。在操作数名称右边的空白处将随意地输入一注释行;这个注释行将在编辑界面和评价函数列表中同样显示

操作数1
操作数2

DIMX
最大畸变值。它与DIST 相似,只不过它仅规定了畸变的绝对值的上限。视场的整数编号可以是0,这说明使用最大的视场坐标,也可以是任何有效的视场编号。注意,最大的畸变不一定总是在最大视场处产生。得到的值总是以百分数为单位,以系统作为一个整体。这个操作数对于非旋转对称系可能无效。第一个表面的编号
最后一个表面的编号

CVVA
曲率值。这个操作强制使指定编号的表面的曲率等于指定的目标值
表面编号


DENC
衍射法的包围圆能量。这个操作数计算指定包围圆,矩形,X 方向,Y 方向能量的区域的半径(径向),以微米为单位。
Int1 指采样密度,1 是32*32,2 是64*64,等等
Int2 是整数的波长编号;0 代表全部波长Hx 指视场编号


BSER
瞄准误差。瞄准误差定义成被追迹的轴上视场的主光线的半坐标除以有效焦距。这个定义将产生像的角度偏差的测量

波长

CMFV
结构评价函数值。这个操作数调用了在两个用来定义一个光学虚拟全息系统的结构系统的任一个中定义的评价函数。结构编号的值是1 或2,分别代表第一或第二结构系统。操作数编号可以是0,这将从这个结构系统中获得整个评价函数的值,也可以是整数,这说明了从中记录数据值的操作数行号。例如,假定结构编号是2,操作数编号是7,CMFV 将获得第2 个结构文件的评价函数中第7 个操作数的值。如果在这个被优化的可逆系统中有一个以上的光学虚拟全息表面,结构编号可以加上2 来指代使用的第二个表面的参数,或者加上4 来指代使用的第三个表面的光学结构,等等。例如,值为7 的结构编号指代现存的第四个光学虚拟全息面的第一个结构系统。

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操作数1
操作
数2
——
DIMX
最大畸变值。它与DIST相似,只不过它仅规定了畸变 的绝对值的上限。视场的整数编号可以是0,这说明使 用最大的视场坐标,也可以是任何有效的视场编号。 注 意,最大的畸变不一疋总是在最大视场处产生。 得到的 值总是以百分数为单位,以系统作为一个整体。这个操 作数对于非旋转对称系统可能无效。
Hy是要求能量的区域,必须在0和1之间,包含这两 个数。
Px是指类型:1代表包围圆,2代表X方向,3代表丫方向,4代表矩形
如果采样密度太低,则得到的半径值为1e+10。也可参 见GENC
采样密 度
波长
见左 所述
DIFF
两个操作数之差(操作数1-操作数2)。这两个自变量 是要参加减法运算的操作数的行号
新编号
——
——
CONS
常数值。这个操作数用来为其他操作数的计算输入一个 常数值。这个值与目标值相同

——
——
COSI
指定编号的操作数的值的 余弦值。如果标记是0,则其 单位为弧度,否则为度
操作数
编号
标记
——
COVA
1圆锥系数值。得到一个表面的圆锥系数
表面编 号
——
——
CTGT
中心厚度大于。这个边界操作数强制使指定编号的表面 的中心厚度大于指定的目标值。也可参见“MNC”
操作数1
操作
数2
——
DLTN
△N。计算梯度折射率表面的最大和最小轴上折射率之 差。通过计算表面两端的矢咼来计算要用的最大和最小
视场
波长
——
DISC
归一化的畸变。这个操作数对整个可见视场计算标准化 畸变,得到对于f-B条件下的最大非线形度值的绝对 值。这个操作数对于那些f-B镜头的设计十分有用

zemax优化函数使用方法

zemax优化函数使用方法

zemax优化函数使用方法Zemax是一款常用于光学系统设计和优化的软件工具。

其中的优化函数是Zemax的一个重要功能,可以帮助用户通过自动搜索和调整系统参数,找到最优的设计方案。

本文将介绍Zemax优化函数的使用方法。

一、什么是优化函数在光学系统设计中,我们通常需要通过调整系统的各种参数来实现特定的设计要求。

而优化函数就是帮助我们在众多参数中找到最优解的工具。

其原理是通过数值计算和模拟,自动化地搜索参数空间,以寻找最佳的设计方案。

二、Zemax中的优化函数Zemax中的优化函数可以分为两大类:单变量优化和多变量优化。

单变量优化是指只有一个参数需要进行调整,而多变量优化则是同时调整多个参数。

下面将分别介绍这两种优化函数的使用方法。

1. 单变量优化函数单变量优化函数可以通过调整一个参数,来寻找最优解。

在Zemax 中,我们可以选择需要调整的参数,并设置其变化的范围和步长。

然后,通过运行优化函数,Zemax会自动搜索参数空间,并给出最优的结果。

2. 多变量优化函数多变量优化函数可以同时调整多个参数,以找到最优解。

在Zemax 中,我们可以选择多个参数,并设置它们的变化范围。

然后,通过运行优化函数,Zemax会自动搜索多个参数的组合,并给出最佳的设计方案。

三、使用优化函数的步骤使用Zemax的优化函数,一般需要按照以下步骤进行操作:1. 定义优化目标:首先,我们需要明确设计的目标和要求,例如最小化像差、最大化光学传输等。

这样才能设置正确的优化函数和参数。

2. 设置参数范围:根据设计要求,我们需要选择需要调整的参数,并设置它们的变化范围。

例如,镜片的曲率半径、透镜的厚度等。

3. 运行优化函数:在Zemax中,我们可以选择不同的优化函数进行计算。

例如,全局优化、局部优化等。

根据设计要求和参数设置,选择适合的优化函数,并运行它。

4. 分析结果:运行完优化函数后,Zemax会给出最优的设计方案。

我们可以通过分析结果,评估设计的优劣,并进行进一步的优化和改进。

zemax主要优化函数

zemax主要优化函数

zemax主要优化函数zemax主要优化函数表2008年07月28日星期一 00:53优化函数1、像差SPHA(球差):surf表面编号/wave波长/target设定目标值/weight权重指定表面产生的球差贡献值,以波长表示。

如果表面编号值为零,则为整个系统的总和COMA(彗差) :surf表面编号/wave波长/target设定目标值/weight权重指定表面产生的贡献值,以波长表示。

如果表面编号值为 0,则是针对整个系统。

这是由塞得和数计算得到的第三级彗差,对非近轴系统无效.ASTI(像散):指定表面产生像散的贡献值,以波长表示。

如果表面编号值为0,则是针对整个系统。

这是由塞得和数计算得到的第三级色散,对非近轴系统无效 FCUR(场曲):指定表面产生的场曲贡献值,以波长表示。

如果表面编号值为0,则是计算整个系统的场曲。

这是由塞得系数计算出的第三级场曲,对非近轴系统无效.DIST(畸变):指定表面产生的畸变贡献值,以波长表示。

如果表面编号值为0,则使用整个系统。

同样,如果表面编号值为 0,则畸变以百分数形式给出。

这是由塞得系数计算出的第三级畸变,对与非近轴系统无效.DIMX(最大畸变值):它与 DIST 相似,只不过它仅规定了畸变的绝对值的上限。

视场的整数编号可以是 0,这说明使用最大的视场坐标,也可以是任何有效的视场编号。

注意,最大的畸变不一定总是在最大视场处产生。

得到的值总是以百分数为单位,以系统作为一个整体。

这个操作数对于非旋转对称系统可能无效。

AXCL(轴向色差):以镜头长度单位为单位的轴向色差。

这是两种定义的最边缘的波长的理想焦面的间隔。

这个距离是沿着Z 轴测量的。

对非近轴系统无效. LACL(垂轴色差):这是定义的两种极端波长的主光线截点的y方向的距离。

对于非近轴系统无效TRAR(垂轴像差):在像面半径方向测定的相对于主光线的垂轴像差. TRAX(x方向垂轴像差):在像面x方向测定的相对于主光线的垂轴像差 TRAY(Y方向垂轴像差):在像面Y方向测定的相对于主光线的垂轴像差 TRAI(垂轴像差):在指定表面半口径方向测定的相对于主光线的垂轴像差.类似于 TRAR,只不过是针对一个表面,而不是指定的像面.OPDC(光程差):指定波长的主光线的光程差.PETZ(匹兹伐曲率半径):以镜头长度单位表示,对非近轴系统无效 PETC(匹兹伐曲率):以镜头长度单位的倒数表示,对非近轴系统无效 RSCH:相对于主光线的RMS 斑点尺寸(光线像差)。

Zemax-光学系统设计经验(1)---优化函数的使用

Zemax-光学系统设计经验(1)---优化函数的使用

Zemax-光学系统设计经验(1)---优化函数的使用使用Zemax设计光学系统,基本上就是根据设计要求,给出初始设计,然后优化系统。

初始设计需要对光学有系统的学习,需要长期的经验,不同的领域有不同的要求,初始设计会大不相同,zemax不会给你太多的帮助。

Zemax的精髓是能计算出光路图,然后使用operand(优化函数)优化各项光学参数。

1. default merit function,当属最有用的优化函数,配合EFFL (有效焦距)使用,基本可以设计大部分光学系统。

可以使用RMS spot radius and rms wavefront error。

另外设置好变量。

Zemax会自动生成优化系数(weight). 函数行的量取决于波长数,场(field)数,也决定了计算的快慢。

2. 自己设计优化函数。

第一步,需要知道你的优化目标:焦距,abberation,耦合效率。

设置好constraints.设计的constraints:Lens size, cost; edge and center thickeness; minimum number of lens; simple design; cheap举例来讲,耦合效率。

有两个最有用的函数:FICL, POPD. 前者快,后者慢,但后者对大多数系统要准确一些。

读一下manual,你会知道你要设置什么参数。

优化目标是1,weight 是1. 要知道在哪个surface上,还有在什么wavelength, field, 最重要的是什么优化数据,可以是耦合效率,也可以是beam size。

如果都要考虑,可以设置新的POPD函数,设置好优化系数(weight). 有例子,改一下merit function就可以了。

有些有用的优化函数:加减乘除:SUMM, DIFF, PROD,DIVI镜头数据:MXCG, MNCG, CTGT, MNCT,变量的设置也很有讲究,越多越靠近理想目标,但是降低速度和提高坏设计的几率.几点经验:1. 尽可能 use solve, instead of 变量2. 尽可能 use default merit function3. 理解constraints4. 理解和使用symmetry5. 去掉无用的变量.6. 知道怎么去改变设计。

zemax优化[资料]

zemax优化[资料]

(3).(4).(5).000双胶合透镜的初始结构参数为:000优化步骤:0001.在评价函数的操作数中输入有效焦距EFFL,目标值为43.33.权重为1.垂轴放大率PMAG,目标值为-0.5,权重为1.加入轴上点全孔径d光的纵向像差LONA,轴上点0.707孔径下F光和C光的轴向色差AXCL00和正弦差OSCD,目标值为0,权重为1.0002.把球差较大的2.3 面的曲率半径设为变量开始优化,然后再把1面的曲率半径也设为变量自动优化.000在评价函数的操作数中加上像距TOTR,目标值为65,权重为1. 自动优化,然后调整这个目标数,使优化达到最好,最后数为68.4.为了使初始结构的像距不至于改变太大,固定为64.由于厚度对优化不时很敏感,不把厚度作为变量,且由最小厚度选的值便于加工且成本最低.0 003.从pre中可以发现优化后的NA值只有0.098. 于是试着增大有效焦距的目标值,发现MTF曲线有所改善,最后在43.42处找到最好的优化点.004.为了更好的改善MTF的曲线,发现在频率126lp/mm处与衍射极限处相差最大.于是加入操作数子午的传递函数MTFT,目标值为0.5, 权重为1.最后优化得满足要求的曲线.000最后的评价函数操作数:000优化后的结构参数为:000优化后的MTF曲线(取主频率30 lp/mm):00优化后的二维结构图为: 共轭距为195.0000mm. 000优化后的点列图和各种像差曲线为:000优化后系统的像差(赛得和数)为:000双胶合透镜的二级光谱色差为:△l'= -f'(p1-p2)/(v1-v2)其中,p1,p2和v1,v2 分别为两种消色差材料的相对部分色散和阿贝数.000经查表可得:p1=0.01015. p2 =0.02431. v1=56.0. v2=29.5.000优化后的焦距为43.410513.000。

ZEMAX操作手册中文说明书_1-3

ZEMAX操作手册中文说明书_1-3
ZEMAX不能做什么? ZEMAX 程序或 ZEMAX 文件都不能教你如何去进行镜头或光学系统的设计。虽然,ZEMAX
程序在进行光学系统的设计和分析的时候,可以帮助你做许多事情,但是设计者仍然是你。 ZEMAX 文件并不是关于光学设计、术语以及方法的教程。ZEMAX 的用户可以获得技术上的支 持,包括在使用过程中的帮助,但不包括基本的光学设计原理的指导。如果,你在光学设计方面 只有很少甚至根本就没有经验,你就需要去熟读有关这方面的许多好书。下表列出了一些(但并 非全部)可以帮你学习的书。
角、波长、孔径、表面类型。对话框还可用在图形窗口和文本窗口中,以改变选项,例如,在轮 廓图上改变光线数目。
所有的窗口都可用鼠标或键盘命令来移动或改变大小(对话框除外)。如果你不熟悉这些操作 可参看一些关于 Windows 文档方面的书。
主窗口操作 主窗口框有几个菜单项,大多菜单项都与本手册中同名章节相联系。为了得到应用各个菜单
获得技术支持 如果你在安装或使用 ZEMAX 的过程中,有任何的问题,请按照下面的建议寻找你所想要
的信息: 1)查找目录,看看是否有有关主题的章节。 2)查找索引(在本书的后面),看看有没有被提及。 3)参考“有关 ZEMAX 的常见问题”,在这一章中可以找到许多会经常性问到的问题。 4)参考“ZEMAX 举例文件”,查找一种适合你要建立的镜头的类型。如果你的问题关系到建立 一个倾斜的组件系统,那么,在你安装 ZEMAX 的目录下,有好几个这样的例子可供你参考。
疵病矫正方法 所有有价值的计算程序都会有疵病。尽管在新的版本问世前,为了发现并矫正疵病,我们做
了种种努力。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。

zemax主要优化函数表

zemax主要优化函数表

zemax主要优化函数表zemax主要优化函数表2009-11-17 15:05优化函数1、像差SPHA(球差):surf表面编号/wave波长/target设定目标值/weight权重指定表面产生的球差贡献值,以波长表示。

如果表面编号值为零,则为整个系统的总和COMA(彗差) :surf表面编号/wave波长/target设定目标值/weight权重指定表面产生的贡献值,以波长表示。

如果表面编号值为0,则是针对整个系统。

这是由塞得和数计算得到的第三级彗差,对非近轴系统无效. ASTI(像散):指定表面产生像散的贡献值,以波长表示。

如果表面编号值为0,则是针对整个系统。

这是由塞得和数计算得到的第三级色散,对非近轴系统无效FCUR(场曲):指定表面产生的场曲贡献值,以波长表示。

如果表面编号值为0,则是计算整个系统的场曲。

这是由塞得系数计算出的第三级场曲,对非近轴系统无效.DIST(畸变):指定表面产生的畸变贡献值,以波长表示。

如果表面编号值为0,则使用整个系统。

同样,如果表面编号值为0,则畸变以百分数形式给出。

这是由塞得系数计算出的第三级畸变,对与非近轴系统无效.DIMX(最大畸变值):它与DIST 相似,只不过它仅规定了畸变的绝对值的上限。

视场的整数编号可以是0,这说明使用最大的视场坐标,也可以是任何有效的视场编号。

注意,最大的畸变不一定总是在最大视场处产生。

得到的值总是以百分数为单位,以系统作为一个整体。

这个操作数对于非旋转对称系统可能无效。

AXCL(轴向色差):以镜头长度单位为单位的轴向色差。

这是两种定义的最边缘的波长的理想焦面的间隔。

这个距离是沿着Z 轴测量的。

对非近轴系统无效.LACL(垂轴色差):这是定义的两种极端波长的主光线截点的y方向的距离。

对于非近轴系统无效TRAR(垂轴像差):在像面半径方向测定的相对于主光线的垂轴像差.TRAX(x方向垂轴像差):在像面x方向测定的相对于主光线的垂轴像差TRAY(Y方向垂轴像差):在像面Y方向测定的相对于主光线的垂轴像差TRAI(垂轴像差):在指定表面半口径方向测定的相对于主光线的垂轴像差.类似于TRAR,只不过是针对一个表面,而不是指定的像面.OPDC(光程差):指定波长的主光线的光程差.PETZ(匹兹伐曲率半径):以镜头长度单位表示,对非近轴系统无效PETC(匹兹伐曲率):以镜头长度单位的倒数表示,对非近轴系统无效RSCH:相对于主光线的RMS 斑点尺寸(光线像差)。

zemax_优化函数说明书

zemax_优化函数说明书

口径大于。 这个边界操作数强制使指定编号的表面的口径 DMGT 大于指定的目标值。 这个口径值是在主电子表格中显示的 半口径的两倍。 口径小于。 这个边界操作数强制使指定编号的表面的口径 DMLT 小于指定的目标值。 这个口径值是在主电子表格中显示的 半口径的两倍。 口径值。 这个操作数强制使指定编号的表面的口径等于指 DMVA 定的目标值。 这个口径值是在主电子表格中显示的半口径 的两倍。 轴向X 像差相对于X 光瞳坐标的导数。这是光线特性曲 DXDX 线图在指定光瞳坐标处的斜率 轴向X 像差相对于Y 光瞳坐标的导数。这是光 DXDY 线特性曲线图在指定光瞳坐标处的斜率 轴向Y 像差相对于X 光瞳坐标的导数。这是光线特性曲 DYDX 线图在指定光瞳坐标处的斜率 轴向 Y 像差相对于 Y 光瞳坐标的导数。这是光线特性曲 DYDY 线图在指定光瞳坐标处的斜率 有效焦距,以镜头长度单位表示。它是针对近轴系统的, EFFL 对于非近轴系统可能会不准确 在现定X 平面上的, 指定范围内的表面的主波长的有效焦 EFLX 距,以镜头长度单位表示 EFLY 在现定Y 平面上的, 指定范围内的表面的主波长的有效焦 编号 第一表面的 的编号 最后表面 — 第一表面的 最后表面 — — 波长 — — 波长 是 — 波长 是 — 波长 是 — 波长 是 表面编号 表面编号 — 表面编号 — — 表面编号 — —
操作数名称右边的空白处将随意地输入一注释行 ; 这个 注释行将在编辑界面和评价函数列表中同样显示 瞄准误差。 瞄准误差定义成被追迹的轴上视场的主光线的 BSER 半坐标除以有效焦距。 这个定义将产生像的角度偏差的测 量 结构评价函数值。 这个操作数调用了在两个用来定义一个 光学虚拟全息系统的结构系统的任一个中定义的评价函 数。结构编号的值是1 或2,分别代表第一或第二结构系 统。操作数编号可以是0,这将从这个结构系统中获得整 个评价函数的值,也可以是整数,这说明了从中记录数据 值的操作数行号。例如,假定结构编号是2,操作数编号 CMFV 是7, CMFV 将获得第2 个结构文件的评价函数中第7 个 操作数的值。 如果在这个被优化的可逆系统中有一个以上 的光学虚拟全息表面, 结构编号可以加上2 来指代使用的 第二个表面的参数, 或者加上4 来指代使用的第三个表面 的光学结构,等等。例如,值为7 的结构编号指代现存的 第四个光学虚拟全息面的第一个结构系统。 边界操作数, 它强制使指定编号的表面的圆锥系数大于指 COGT 定的目标值 边界操作数, 它强制使指定编号的表面的圆锥系数小于指 COLT 定的目标值 COMA 指定表面产生的彗差贡献值,以波长表示。如果表面编号 表面编号 波长 — 表面编号 — — 表面编号 — — 结构编号 号 操作数编 — — 波长 —

ZEMAX操作说明

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。

Zemax优化操作符中文说明

Zemax优化操作符中文说明
Zemax 中文手册
∑ ∑ ∑ MF 2 =
Wi (Vi − Ti ) 2 + Wi
(Vi − Ti )2
所有 i 的总和仅包括正权重的操作数,而所有 j 的总和仅包括
Lagrangian 乘数操作数。选择这样的约定以便于当符合条件时,增
加用来控制边界条件的 Lagrangian 乘数不会对评价函数产生影响。
— Int2
— Hxy,Pxy
指定表面产生的彗差贡献值,以波长表示。如
COMA
果表面编号值为 0,则是针对整个系统。这是 由塞得和数计算得到的第三级彗差,对非近轴
表面编号
波长

系统无效
结构。这个操作数用来在评价函数求值过程中
CONF 改变结构编号,这将允许对全部结构进行优化。 新编号


这个操作数不用目标值和权重这两栏

CVLT
曲率小于。这个边界操作数强制使指定编号的 表面的曲率小于目标值
表面编号


269
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Zemax 中文手册
CVOL
圆柱体体积。这个操作数计算了包含指定范围 的表面的最小圆柱体的体积,以镜头长度的立 第一个表面 方为单位。在计算中仅使用球面顶点和半口径, 的编号 不用矢高。指定的表面范围内不包含坐标断点
CMFV
COGT
在像面上测量的相对于主波长中主光线的角度
差半径。这个数定义成 1-cosθ,这里θ是被

追迹的光线与主光线之间的角度。参见 TRAR
波长
指定编号的操作数的值的反正弦值。如果标记 为 0,则其单位为弧度,否则为度

ZEMAX使用说明书(中文)

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指导书

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

2024年度ZEMAX中文使用说明书pdf
20
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。
29
06 ZEMAX高级功能 与应用拓展
2024/3/23
30
非序列模式设计技巧
1 2 3
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。
3
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。
32
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。
01
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。
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CVVA
曲率值。 这个操作强制使指定编号的表面的曲率等于指 定的目标值 衍射法的包围圆能量。这个操作数计算指定包围圆,矩 形,X 方向,Y 方向能量的区域的半径(径向),以微 米为单位。 Int1 指采样密度,1 是32*32,2 是64*64,等等 Int2 是整数的波长编号; 0 代表全部波长Hx 指视场编



第一个

表面编 号
代码

表面编 号
代码





波长
Hx,Hy
— 表面编 号
波长 波长
Hx,Hy —
采样密 度
波长
见左 所述
义发射和接收光纤的NA。 计算出来的值是相对于统一值 的总的光纤耦合效率。详细内容参见分析菜单一章。这 个操作数仅用在ZEMAX的XE 和EE 版本中 离焦分析。无论当前使用的默认设置是什么,这个操作 数得到和由离焦分析特性计算出来的结果相同的计算 和参考阴影图之间的均方差。要使用这个操作数,先要 FOUC 在离焦分析特性中定义要求的设置, 然后在设置框中按 下保存键。数据选项“difference”必须被选中以得到 一个有效值。操作数FOUC 将得到计算和参考阴影图之 间的均方差。使用这个操作数时,将优化光学系统的波 前像差来产生参考阴影图 在指定表面的像空间中的高斯束腰。如果Hx为非零值, GBW0 则计算X 方向光束,否则计算Y 方向光束。Hy 的值用 来定义输入光束的腰宽,Px 用来定义第一面到输入束 腰位置的距离。详细内容参见高斯光束特性 在指定编号的表面上的高斯光束尺寸。如果 Hx 为非零 GBWA 值,则计算X 方向光束,否则计算Y 方向光束。Hy 的 值用来定义输入光束的腰宽,Px 用来定义第一面到输 入束腰位置的距离。详细内容参见高斯光束特性 在指定表面上高斯光束的曲率半径。如果Hx为非零值, GBWD 则计算X 方向光束,否则计算Y 方向光束。Hy 的值用 来定义输入光束的腰宽,Px 用来定义第一面到输入束 腰位置的距离。详细内容参见高斯光束特性 在指定编号的表面后的光学空间的高斯光束的差。 如果 GBWR Hx 为非零值,则计算X 方向光束,否则计算Y 方向光 束。Hy 的值用来定义输入光束的腰宽,Px 用来定义第 一面到输入束腰位置的距离。 详细内容参见高斯光束特 性 像空间高斯光束束腰到指定表面的距离。如果Hx 为非 GBWZ 零值,则计算X 方向光束,否则计算Y方向光束。Hy 的 值用来定义输入光束的腰宽,Px 用来定义第一面到输 入束腰位置的距离。详细内容参见高斯光束特性 GCOS GENC 玻璃价格。 这个操作数得到指定表面使用的玻璃的在玻 璃目录中的相对价格因子 几何法的包围圆能量。这个操作数计算指定包围圆,矩 形,X 方向,Y 方向能量的区域的半径(径向),以微 米为单位。Int1 指采样密度,1 是32*32,2 是64*64, 表面编 号 采样密 度 — 表面编 号 波长 见左 所 述 — 见左 波长 所 述 表面编 号 见左 波长 所 述 表面编 号 波长 见左 所 述 表面编 号 波长 见左 所述 表面编 号 波长 见左 所述 — — —
表面编 号


DENC 号 Hy 是要求能量的区域,必须在0 和1 之间,包含这两 个数。 Px 是指类型:1 代表包围圆,2 代表X 方向,3 代表Y 方向,4 代表矩形 如果采样密度太低,则得到的半径值为1e+10。也可参 见GENC DIFF 两个操作数之差(操作数1-操作数2)。这两个自变量 是要参加减法运算的操作数的行号 最大畸变值。它与DIST 相似,只不过它仅规定了畸变 的绝对值的上限。视场的整数编号可以是0,这说明使 DIMX 用最大的视场坐标,也可以是任何有效的视场编号。注 意,最大的畸变不一定总是在最大视场处产生。得到的 值总是以百分数为单位,以系统作为一个整体。这个操 作数对于非旋转对称系统可能无效。 归一化的畸变。 这个操作数对整个可见视场计算标准化 DISC 畸变,得到对于f- θ 条件下的最大非线形度值的绝对 值。这个操作数对于那些f-θ 镜头的设计十分有用 广义畸变,以百分数表示。这个操作数计算在 DISG 任意波长、任意视场的光瞳上任意光线的畸变, 以任意一个视场为参考。使用方法和所做的假 设与在分析菜单一章中介绍的网格畸变一样 指定表面产生的畸变贡献值,以波长表示。如果表面编 DIST
中有一个以上的光学虚拟全息表面, 结构编号可以加上 2 来指代使用的第二个表面的参数, 或者加上4 来指代 使用的第三个表面的光学结构,等等。例如,值为7 的 结构编号指代现存的第四个光学虚拟全息面的第一个 结构系统。 COGT COLT COMA 边界操作数, 它强制使指定编号的表面的圆锥系数大于 指定的目标值 边界操作数, 它强制使指定编号的表面的圆锥系数小于 指定的目标值 指定表面产生的彗差贡献值,以波长表示。如果表面编 号值为0,则是针对整个系统。这是由塞得和数计算得 到的第三级彗差,对非近轴系统无效 CONF 结构。 这个操作数用来在评价函数求值过程中改变结构 编号,这将允许对全部结构进行优化。这个操作数不用 目标值和权重这两栏 CONS COSI 常数值。 这个操作数用来为其他操作数的计算输入一个 常数值。这个值与目标值相同 指定编号的操作数的值的余弦值。如果标记是0,则其 单位为弧度,否则为度 — 操作数 编号 表面编 号 表面编 号 表面编 号 表面编 号 表面编 号 表面编 号 第一个 表面的 编号 — 标记 — — — — — — 最后 一个 表面 的编 号 — — — — — — — — — 新编号 — — 表面编 号 表面编 号 表面编 号 — — — —
波长

COVA 圆锥系数值。得到一个表面的圆锥系数 CTGT 中心厚度大于。 这个边界操作数强制使指定编号的表面 的中心厚度大于指定的目标值。也可参见“MNCT” CTLT CTVA CVGT CVLT 中心厚度小于。 这个边界操作数强制使指定编号的表面 的中心厚度小于指定的目标值。也可参见“MXCT” 中心厚度值。 强制使指定编号的表面的中心厚度等于指 定的目标值 曲率大于。 这个边界操作数强制使指定编号的表面的曲 率大于目标值 曲率小于。 这个边界操作数强制使指定编号的表面的曲 率小于目标值 圆柱体体积。 这个操作数计算了包含指定范围的表面的 CVOL 最小圆柱体的体积,以镜头长度的立方为单位。在计算 中仅使用球面顶点和半口径,不用矢高。指定的表面范 围内不包含坐标断点
优化操作数和数据域的用法 名称 ABSO 绝对值 ACOS AMAG 指定编号的操作数的值的反余弦值。如果标记是0,则 其单位为弧度,否则为度 角放大率。 这是像空间和物空间之间的近轴主光线角度 的比值。对于非近轴系统无效 在像面上测量的相对于主波长中主光线的角度差半径。 ANAR 这个数定义成1-cosθ ,这里θ 是被追迹的光线与主光 线之间的角度。参见TRAR ASIN ASTI 指定编号的操作数的值的反正弦值。如果标记为0,则 其单位为弧度,否则为度 指定表面产生的像散贡献值,以波长表示。如果表面编 号值为0,则是针对整个系统。这是由塞得和数计算得 到的第三级色散,对非近轴系统无效 ATAN AXCL 指定编号的操作数的值的反正切值。如果标记为0,则 其单位为弧度,否则为度 以镜头长度单位为单位的轴向色差。 这是两种定义的最 边缘的波长的理想焦面的间隔。 这个距离是沿着Z 轴测 量的。对非近轴系统无效 不做任何事情。用来将操作数列表的各个部分分隔开。 BLNK 在操作数名称右边的空白处将随意地输入一注释行; 这 个注释行将在编辑界面和评价函数列表中同样显示 瞄准误差。 瞄准误差定义成被追迹的轴上视场的主光线 BSER 的半坐标除以有效焦距。 这个定义将产生像的角度偏差 的测量 结构评价函数值。 这个操作数调用了在两个用来定义一 个光学虚拟全息系统的结构系统的任一个中定义的评 价函数。结构编号的值是1 或2,分别代表第一或第二 CMFV 结构系统。操作数编号可以是0,这将从这个结构系统 中获得整个评价函数的值,也可以是整数,这说明了从 中记录数据值的操作数行号。例如,假定结构编号是2, 操作数编号是7, CMFV 将获得第2 个结构文件的评价函 数中第7 个操作数的值。 如果在这个被优化的可逆系统 结构编 号 操作 数编 号 — — 波长 — — — — — — — 操作数 编号 标记 — 表面 波长 — 操作数 编号 标记 — — 波长 — 说 明 Int1 操作数 编号 操作数 编号 — Int2 — 标记 波长 Hxy,P xy — — —
波长

DIVI DLTN
操作数1 表面编 号
操作 数2 波长
— —
Z 坐标。参见“梯度折射率表面的使用”一节 默认评价函数的起始面。 如果后来创建了一个默认评价 DMFS 函数, 这个操作数只是用来指明其被附加在哪个面之后 的一个标记。 在这个操作数之后显示的行号和在默认评 价函数对话框中的默认的行号“起始面”一样。 口径大于。 这个边界操作数强制使指定编号的表面的口 DMGT 径大于指定的目标值。 这个口径值是在主电子表格中显 示的半口径的两倍。 口径小于。 这个边界操作数强制使指定编号的表面的口 DMLT 径小于指定的目标值。 这个口径值是在主电子表格中显 示的半口径的两倍。 口径值。 这个操作数强制使指定编号的表面的口径等于 DMVA 指定的目标值。 这个口径值是在主电子表格中显示的半 口径的两倍。 DXDX DXDY DYDX DYDY EFFL 轴向X 像差相对于X 光瞳坐标的导数。 这是光线特性曲 线图在指定光瞳坐标处的斜率 轴向X 像差相对于Y 光瞳坐标的导数。这是光 线特性曲线图在指定光瞳坐标处的斜率 轴向Y 像差相对于X 光瞳坐标的导数。 这是光线特性曲 线图在指定光瞳坐标处的斜率 轴向 Y 像差相对于 Y 光瞳坐标的导数。这是光线特性 曲线图在指定光瞳坐标处的斜率 有效焦距, 以镜头长度单位表示。 它是针对近轴系统的, 对于非近轴系统可能会不准确 在现定X 平面上的, 指定范围内的表面的主波长的有效 焦距,以镜头长度单位表示 表面编 号 表面编 号 表面编 号 — — — — — 第一表 面的编 号 第一表 面的编 号 — — — — — — —
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