欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:1528068
大小:248.50 KB
页数:13页
时间:2017-11-12
《光学设计实验指导书》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、实验一光学设计软件ZEMAX的安装和基本操作一.实验目的学习ZEMAX软件的安装过程,熟悉ZEMAX软件界面的组成及基本使用方法。二.实验要求a)掌握ZEMAX软件的安装、启动与退出的方法。b)掌握ZEMAX软件的用户界面。c)掌握ZEMAX软件的基本使用方法。d)学会使用ZEMAX的帮助系统。三.实验内容1.通过桌面快捷图标或“开始—程序”菜单运行ZEMAX,熟悉ZEMAX的初始用户界面,如下图所示:图1.1ZEMAX用户界面2.浏览各个菜单项的内容,熟悉各常用功能、操作所在菜单,了解各常用菜单的作用。3.熟悉使用各个常用的快捷按钮。4.学会从主菜单的编辑菜单下调出各种常
2、见编辑窗口(镜头数据编辑、优化函数、多重数据结构)。-13-5.调用ZEMAX自带的例子(例如根目录下samplestutorialtutorialzoom2.zmx文件),学会打开常用的分析功能项:草图(2D草图、3D草图、实体模型、渲染模型等)、特性曲线(像差曲线、光程差曲线)、点列图、调制传递函数等,学会由这些图进行简单的成像质量分析。6.从主菜单中调用优化工具,简单掌握优化工具界面中的参量。7.掌握镜头数据编辑(LDE)窗口的作用以及窗口中各个行列代表的意思。8.从主菜单-报告下形成各种形式的报告。9.通过主菜单-帮助下的操作手册调用帮助文件,学会查找相关帮助信
3、息。四.报告要求:1.打开安装目录下的samplestutorialtutorialzoom2.zmx文件,生成其2D图、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(截屏至“角度放大率”)和图解报告4。截屏后打印出来。2.试在打印出来的2D图上标出各个面的位置以及相应面厚度值的具体指向(方向、范围);比较分析LDE窗口中两个“半径”(Radius和Semi-Diameter)具体指的是什么,并定性的在2D图中标出第5面和第7面分别的Radius和Semi-Diameter。3.试从帮助手册(主菜单-帮助-操作手册)中查找点列图
4、左下角关于GEORADIUS和RMSRADIUS的定义和区别。五.实验仪器PC机-13-实验二基于ZEMAX的简单透镜的优化设计一.实验目的学会用ZEMAX对简单单透镜和双透镜进行设计优化。二.实验要求1.掌握新建透镜、插入新透镜的方法;2.学会输入波长和镜片数据;3.学会生成光线像差(rayaberration)特性曲线、光程差(OPD)曲线和点列图(Spotdiagram)、产生图层和视场曲率图;4.学会面厚度的求解方法,学会定义透镜的边缘厚度解和视场角,进行简单的优化。三.实验内容(一).用BK7玻璃设计一个焦距为100mm的F/4单透镜,要求在轴上可见光范围内。1.
5、打开ZEMAX软件,点击新建,以抹去打开时默认显示的上一个设计结果,同时新建一个新的空白透镜。2.在主菜单-系统-光波长弹出的对话框中输入3个覆盖可见光波段的波长,设定主波长。同样在系统-通用配置里设置入瞳直径值(由设计要求决定)。3.在光阑面的Glass列里输入BK7作为指定单透镜的材料,并在像平面前插入一个新的面作为单透镜的出射面。4.输入相关各镜面的厚度和曲率半径(STO面厚度举例为4mm,其余各面厚度由设计要求决定)。5.生成光线像差特性曲线、2D、3D图层曲线和实体模型、渲染模型等分析图来观察此时的成像质量。6.利用Solve功能来求解第2面的厚度,以便适当的消除
6、离焦现象,更新后观察各分析图的相应变化。7.将第1、第2面的曲率半径以及第2面的厚度值设为变量,建构并调用默认优化函数(MeritFunction)。8.在调用默认优化函数后的优化函数编辑框中的第一行前按INS插入一个新行,在其oper#列处双击(或右键单击),在弹出的对话框中将操作数选为EFFL,target设为100,weight设为1,确定。9.调用优化工具进行优化,在优化后更新全部内容,然后观察各分析图的相应变化。10.分别调用点列图、OPD图以及焦点色位移图(主菜单-分析-杂项)来观察最优化后的成像质量。11.将此设计起名保存,生成报告。(二).以前一个实验内容设
7、计优化后的单透镜为基础,添加一块材料为SF1玻璃的透镜来构建胶合双透镜系统,进一步优化成像质量。1.插入新的平面作为第二块透镜的出射面,输入相关镜面的厚度(两块透镜厚度举例均为3mm)、曲率半径(由设计要求决定)的初始值以及玻璃类型值(BK7、SF1)。2.-13-生成光线像差特性曲线、2D、3D图层曲线和实体模型、渲染模型等分析图来观察此时的成像质量。3.设置STO面、第2、第3面的曲率半径,以及第3面的厚度为变量,沿用前例的优化函数,在优化更新后观察各分析图的相应变化,并分别对比单透镜时的点列图、OPD图以及焦
此文档下载收益归作者所有