ZEMAX学习资料
《Zemax教程》课件
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软件培训》课件
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光学设计超级学习手册第2章
第2章像质评价ZEMAX提供了丰富的像质评价指标，如评价小像差系统的波像差、包围圆能量集中度；评价大像差系统的点列图、弥散圆、MTF、PSF、几何像差评价方法等。
像质评价结果也是表现形式多种多样，既有各种直观的图形表示方法，也有详细的数据报表。
我们将在本章中详细介绍。
学习目标：（1）了解分析界面中像质主窗口菜单的各项功能。
（2）熟练运用像质评价快捷工具栏。
（3）熟练掌握像质评价方法，如波前、点列图等。
（4）熟练掌握各对话框的操作，如镜头数据、波长数据等。
2.1 外形图外形图（Layout）是指通过镜头截面的外形曲线图。
主要有二维外形图、三维外形图、阴影图、原件图。
二维外形图是通过镜头YZ截面的外形曲线图；三维外形图则显示镜头系统的三维空间外形；阴影图则表示阴影的立体模型；原件图能建立光学加工图。
2.1.1 二维外形图二维外形图（2D Layout）：通过镜头YZ截面的外形曲线。
打开二维外形图对话框“2D Layout → Settings”，如图2-1所示。
图2-1 二维外形图对话框（1）First Surface：绘图的第一个面。
（2）Last Surface：绘图的最后一个面。
（3）Number of Rays：光线数目确定了每一个被定义的视场中画出的子午光线数目。
除非变迹已被确定，否则光线沿着光瞳均匀分布。
这个参数可以设置为0。
（4）Delete Vignetted：若选取，被任意面拦住的光线不画出。
（5）Suppress Frame：隐藏屏幕下端的绘画框，这可以为外形图留出更多的空间。
比例尺、地址或者其他数据都不显示。
（6）Fletch Rays：显示光线箭头。
（7）Marginal and Chief Only：只画出边缘光线和主光线。
（8）Wavelength：显示的任意或所有波长。
（9）Field：显示的任意或所有视场。
（10）Scale Factor：若比例因子设置为0，则“Fill Frame”将被选取，“Fill Frame”将缩放各面来充满画页。
zemax学习文档
Zemax只能对设计的光学系统进行性能优化处理达到最佳的成像质量，不能设计光学系统。
几何光学各种光学系统、光学仪器成像原理及外形尺寸的计算方法，设计方法和设计过程平面、球面、棱镜共轴球面系统光轴截面内光路计算的三角公式、公式中得参数几何意义光能损失的原因：透射面的反射损失、反射面的吸收损失、光学材料内部的吸收损失像差理论：球差、彗差、像散、场曲、畸变、位置色差、倍率色差材料的选择、公差的分配工学工艺方面：切割、粗磨、精磨、抛光、磨边、镀膜、胶合GEO点尺寸（几何半径）是参考点（参考点可以是主波长的主光线，所有被追迹的光线的重心，或点集的中点）到距离参考最远的光线的距离。
或是由包围了所有光线交点的以参考点为中心的圆的半径。
RMS点尺寸是径向尺寸的均方根，它是先把每条光线和参考点之间的距离平方，然后再求出所有光线的平均值，然后取平方根。
点列图的RMS尺寸取决于被追迹的每一条光线，因而它只是给出光线扩散的粗略概念。
GEO点尺寸只给出距离参考点最远的光线的信息。
像差：色像差（复色光）、单色像差（非近轴单色光）色像差：折射率引起，折射率是波长的函数。
位置色差和放大率色差单色像差：即使在高度单色光时也会产生的像差；使像模糊、使像形变光线追迹点列图-----实际像差波像差-----像差波像差：通过光学系统后实际波面与理想波面的偏离。
实际波面到像方参考点的光程减去理想波面到统一参考点的光程。
光程：nd将所有的光孔成像到第一个光孔的物空间，对轴上物点张角最小的那个光孔“像”所共轭的光孔就是孔径光阑，这个光孔“像”叫入射光瞳，这个张角叫物方孔径角。
也可以把所有的光孔成像到最后一个光孔的像空间，对轴上像点张角最小的那个光孔“像”所共轭的光孔就是孔径光阑，这个光孔“像”叫出射光瞳，这个张角叫像方孔径角。
因此，入射光瞳和孔径光阑关于孔阑前的光学系统共轭，孔径光阑和出射光瞳关于孔阑后的光学系统共轭，入瞳和出瞳关于整个光学系统共轭。
《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
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
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培训课件
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
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光学设计讲义
ZEMAX光学设计讲义导言：光学设计是一门重要的工程学科，它主要研究光学系统的设计、分析和优化。
而ZEMAX是光学设计中常用的一种软件工具，它主要用于模拟和优化光学系统的性能。
本篇讲义将介绍ZEMAX的基本原理、使用方法以及一些常见的光学设计案例。
一、ZEMAX的基本原理1.光线追迹ZEMAX的核心原理是光线追迹。
它通过追踪光线在光学系统中的传播路径，并计算出光线经过每个光学元件后的参数变化，如位置、方向、光强等。
通过光线追踪，可以得到光学系统的传输特性，并进行光学系统的性能优化。
2.光学元件建模为了进行光线追踪，需要对光学元件进行建模。
在ZEMAX中，可以通过输入光学元件的参数来进行建模，如曲率半径、折射率、厚度等。
同时，ZEMAX还提供了一套丰富的光学元件库，包括透镜、棱镜、光阑等。
用户可以根据需要选择相应的光学元件进行系统设计。
3.光学系统优化ZEMAX不仅可以进行光学系统的传输特性计算，还可以进行系统的性能优化。
在ZEMAX中，可以设定一系列的优化目标，并通过调整光学系统的参数来达到这些目标。
优化过程主要包括两个阶段，即初始设计和优化迭代。
在初始设计阶段，需要根据设计要求设置光学系统的初值。
在优化迭代阶段，ZEMAX根据预设的优化目标和约束条件，自动调整光学系统的参数，并不断迭代，直到达到最佳设计。
二、ZEMAX的使用方法1.软件安装与启动2.创建新项目在ZEMAX中，每个光学系统都是一个项目。
创建新项目时，需要设定项目的名字和工作目录。
在新建项目后，可以开始进行光学系统的设计。
3.设计光学系统设计光学系统的过程是通过将光学元件拖拽至光学系统的视图中来完成的。
光学元件可以是来自库中的标准元件，也可以根据实际情况进行自定义。
在拖拽元件至视图中后，可以通过双击元件来设置其具体参数。
4.进行光线追踪设计完成后，可以进行光线追踪。
在ZEMAX中，可以选择单个或多个光线进行追踪，并观察光线的传播路径和参数变化。
《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(上学时的课件)
ZEMAX用户界面
快捷按钮栏 主菜单栏
编 辑 窗 口
主菜单栏-文件
• 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。
主菜单栏-文件
• 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。
实验六 折叠反射镜和坐标断点
• • • • • 分析： 1.若此例中的两次转向都用实验三中的直接添加折叠反射镜的方式来实 现，如何做到？（需列出具体步骤图） 添加第*块反射镜前的LDE: 设置欲添加第*块反射镜面的位置： 添加第*块折叠反射镜的具体实现： 添加第*面反射镜后的LDE： 2.比较两种方式得到的最后结果是否一致？
主菜单栏-分析
主菜单栏-分析
• 点列图(Spot Diagram)
主菜单栏-分析
• 调制传递函数MTF
主菜单栏-工具
• 最常用到的，就是优化工具。 • 优化的目的是提高或改进设计使它满足设 计要求。
主菜单栏-报告
• ZEMAX支持对于设ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ结果的多种形式数据 的报告方式，包括整个系统的报告或者细 节到每一个面的报告。主要包括曲面数据 报告、系统数据报告、规则数据报告，图 解报告等。
实验七复杂光学系统优化设计 设计要求：
实验七 设计过程举例
• 1.仅针对主波长设计Schmidt-Cassegrain系统， 进行优化； • 2.改波长为某一次要波长，优化； • 3.插入关于新波长的2重结构，优化； • 4.关于另一次要波长及3重结构，重复第2、3步； • 5.加通光孔和遮挡板，优化； • 6.实现出射光线的转向，优化。
《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培训课件
zemax支持导出多种文件格式，包括.opt、.zmx、.csv等，方便用户导出分析 结果和设计数据。
建立新项目
新建项目的方法
在zemax软件中，可以通过菜单栏中的“文件”->“新建” 来新建项目。
项目设置
新建项目后，需要对项目进行设置，包括工作单位、工作分 辨率、物理分辨率等参数。
编辑项目
导入和导出数据的高级功能
导入导出数据的格式
zemax支持多种数据格式的导入和导出，包 括.csv、.xlsx等。
数据处理和分析
导入数据后，zemax可以对数据进行处理和 分析，帮助用户更好地理解数据。
zemax的脚本编程功能
zemax脚本语言
zemax支持使用脚本语言进行自动化编程，可以通过编写脚本实现自动化操作。
问题2
无法导出数据。解决方法：检查数据格式是 否正确，确认数据是否存在异常值或缺失值
。
Zemax在科研中的应用
要点一
光路设计与优化
科研人员可以使用zemax进行光路的设计与优化，提 高实验效果和精度。
要点二
光学系统模拟与分析
zemax可以帮助科研人员模拟和分析光学系统的性能 参数，如焦距、光斑大小等。
仿真分析
zemax提供了多种仿真工具，包括波 动光学仿真、物理光学仿真、光机仿 真等。
数据管理
zemax提供了完整的数据管理系统， 包括项目管理、数据管理、报告生成 等。
zemax的界面介绍
菜单栏包括文件、编辑、视图、 分析、模拟、工具、窗口和帮助 等选项。
项目浏览器可以方便地管理多个 项目和项目中的多个文件。
zemax界面主要包括菜单栏、工 具栏、项目浏览器、工作区等部 分。
ZEMAX(上学时的课件)
• • • • • 分析： 1.若此例中的两次转向都用实验三中的直接添加折叠反射镜的方式来实 现，如何做到？（需列出具体步骤图） 添加第*块反射镜前的LDE: 设置欲添加第*块反射镜面的位置： 添加第*块折叠反射镜的具体实现： 添加第*面反射镜后的LDE： 2.比较两种方式得到的最后结果是否一致？
主菜单栏-分析
这一菜单下详细列出ZEMAX种的所有 分析功能。分析镜头数据的曲线和文本通 常包括像差、MTF、点列图、以及其他的 计算结果。
主菜单栏-分析
• 草图 • 主要是分析镜头数据的各种曲线图，常用 的包括2D、3D、实体模型、渲染模型等等， 通常都是实际要设计的镜头的外形和成像 光线的模拟图形。
实验一报告要求
• 打开安装目录下的samples\tutorial\tutorial zoom2.zmx文件，生成其3D（转角）、实 体（转角）、渲染（转角）、像差特征曲 线、OPD曲线、曲面数据报告（第7面）、 规则报告（第一屏）和图解报告4。截屏后 打印出来。
实验二报告要求
• 单透镜：生成OPD图，图解报告4，点列图， 焦点色位移图 • 双透镜：图解报告4，场曲图，焦点色位移 图
主菜单栏-系统
• 更新… 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。
主菜单栏-系统
• 全部更新 … 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。
2024版zemax中文教程全
分析、优化等工具栏，方便用户进行快速操作。
快捷键
02
zemax软件支持多种快捷键操作，如Ctrl+N、Ctrl+O、Ctrl+S
等，用户可以通过快捷键快速完成常用操作，提高工作效率。
自定义快捷键
03
用户可以在菜单栏中选择“工具”->“自定义”->“键盘”，
在弹出的对话框中自定义快捷键，以满足个人操作习惯。
19
高级分析功能
光线追迹 通过模拟光线的传播路径，分析光学系
统的成像质量和性能。
偏振分析
考虑光的偏振状态对光学系统性能的 影响，进行偏振光线的追迹和分析。
2024/1/29
像质评价 采用多种像质评价方法，如点列图、 调制传递函数（MTF）等，对光学系 统进行全面的性能评估。
非序列模式分析
支持非序列光学系统的建模和分析， 如照明系统、激光系统等。
下载Zemax软件安装包
从Zemax官方网站或授权渠道下载最新版本 的Zemax软件安装包。
2024/1/29
安装软件
双击安装包，按照提示完成软件的安装过程。在安装 过程中，可以选择安装路径、语言等选项。
激活软件
安装完成后，需要激活软件才能使用。根据提 示输入激活码或者使用在线激活方式完成激活。
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软件启动方法
优化模型设置和参数以减 少计算量、升级计算机硬 件以提高性能、关闭不必 要的软件以释放系统资源、 联系技术支持获取帮助。
2024/1/29
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问题预防与注意事项
及时更新软件
定期更新软件版本以获取最新的功能 和修复已知的问题。
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备份重要数据
定期备份重要的模型和数据文件，以 防意外丢失或损坏。
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•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臵，定义detector收集光线； •光线一直追迹，直到它遇到下列情况才终止：
Nothing，
能量低于定义的阈值。 •计算时光学元件的相对位臵由空间坐标确定；对同一元件，可 同时进行穿透、反射、吸收及散射的特性计算； •无法作优化及公差分析； 这种情况下，可以对光线进行分光，散射，衍射，反射，折射。
系统要求
WIN98，NT，2000，XP
200Mb 以上的硬盘空间
最小的分辨率为：1024*768 一个并行口或者USB接口用来接KEY
64Mb以上内存；如果进行对象非常复杂、物理光学或散 射和照明分析时，最低要求是256MB，最好是512Mb
What is ZEMAX
ZEMAX是一个光学设计软件，它使用sequential和non-sequential的 方法模拟refractive,reflective和diffractive光线追迹。 ZEMAX用“surface”为sequential ray tracing建模；用“component” 或solid object model为non-sequential ray tracing建模。 Purely sequential ： 传统的镜头设计，和大多数成像系统; Hybrid sequential/ non-sequential(aka NSC with ports) 同时有sequential组件和non-sequential组件（如prism,pipe）的 系统; 用“ports”为光线进入和离开NS group的出入口; Purely non-sequential(aka NSC without ports) 用于illumination,scattering,stray light analysis; 不用“ports”。
ZEMAX学习资料
ZEMAX简介（I）
Focus Software 公司产品——光学镜头设计和光学系统分析 软件
版本有三个等级：
＊ZEMAX—SE(标准版)
＊ZEMAX—XE(完整版) ＊ZEMAX—EE(专业版) 每年有数次版本更新，可以到ZEMAX的网站或者讯技光电科 技公司的网站上下载更新
NSC without ports system例子
ZEMAX用户界面
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统的数据，或者报 告错误信息等。
Ray Tracing的3种方式（I）
（1）Purely Sequential：用于传统的透镜成像系统设计；
•以光学面（surface）为对象来构建光学系统模型； •光线从物面开始（常为surface 0） •按光学面的顺序计算（surface 0,1,2…），对每个光学面只计 算一次； •每个面都有物空间和像空间； •需要计算的光线少，计算速度快； •可进行analysis,Optimization及Tolerancing；
ZEMAX Editors
Graphic and Text 界面
有些功能（如layout）只支持图形，有些只支持文本（如Seidel像 差系数），有的都支持（如fan plot）； 如果二者都支持，一般先给出图形输出，如果需要显示text的内 容，需要点一下菜单栏中的“Text”；
ZEMAX简介（II）
界面友好，容易上手；资料丰富，既可以直接选择，又可以 自定义； 可建立反射、 折射、衍射及散射等光学模型； 可进行偏振、镀膜和温度、气压等方面的分析
具有强大的像质评价和分析功能；
丰富的资料库，有现成的镜头和玻璃、样板数据，可供用户 选择； 大部分窗口都提供在线帮助,方便随时获取相关功能的在线解 释和帮助；
ZEMAX Editors界面
有很多种： Lens data editor: 基本的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结构系统定 义多重结构参数； Tolerance Data editor：定义和编辑公差数据； Extra Data editor:需要很多参数的surface data的扩展； Non-sequential component editor:定义和编辑NSC sources, objects, detectors。
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 NS group； •光线在NSC中一直追迹，直到它遇到下列情况才终止： Nothing 离开
Exit port
能量低于定义的阈值。 •忽略NS group内的光源和探测器；
•进入NS group的光线的特性，由序列性的系统数据，如视场位 臵和瞳的大小等决定。
NSC with ports system例子
Ra Non-sequential(aka NSC without port) •所有object都是3D shell or solids；