学习：ZEMAX序列工作模式

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1、ZEMAX的序列工作模式简介本资料的主要内容包括：·Layouts(外形图)·SpotDiagrams(点列图)·Ray andOpticalPathDifference(OPD)Fans(光线及光程差曲线)·MTF(调制传递函数)的计算·扩展光源的仿真·离轴系统·系统孔径，视场，及波长数据一、什么是序列光线追迹在用光学软件模拟光通过光学系统的传播时，做光线追迹是一种常用的方法。通过光线追迹来模拟光的传播通常称为几何光学。所谓的序列光线追迹，就是对光学面事先定义一个顺序，光线的传播按照从物面到像面的顺序进行，如按图1中的箭头方向。按照已定义好

2、的顺序，光线与每个面只相交一次。这些按顺序排好的光学面可以充分反映成像系统的性质。序列光线追迹方法的数值运算速度非常块，特别适用于对系统的设计、优化和容差分析。这种方法还可以给出系统的rayfanplots(光线扇曲线)，做衍射计算，以及计算波前像差。图1序列模式下光线的有序传播很多传统的光学系统都属于成像系统，包括摄影物镜、摄远镜头、显微镜、望远镜、中继透镜和光谱仪。二、ZEMAX的图形用户界面第一次打开ZEMAX(无论是演示版还是完整的注册版)，用户看到的是mainmenubar(主菜单栏)，buttonbar(按钮栏)，和LensDat

3、aEditor(LDE，透镜数据编辑器)。ZEMAX的所有功能都可以通过mainmenubar上的各个菜单访问。其中的大部分功能可通过mainmenubar下面的按钮栏访问，所指定的按钮可通过"File>Preferences"操作来改变。按钮栏的下面是LensDataEditor，其窗口可以移动，窗口大小也可变化。LensDataEditor有Comments(注释),Radius(半径),Thickness(厚度),Glass(玻璃)，andSemi-Diameter(半口径，即径向无遮挡部分的口径)，和Conicconstant(二次曲

4、面系数)，其中后5项用于描述光学元件的主要特征。LensDataEditor的每一行对应一个光学面。各面有自己的局部坐标系统。各面沿光轴方向的位置是相对于前一面的。换句话讲，LensDataEditor中的厚度是从前一面，而不是从全局参考点开始计算的。按缺省设置，LensDataEditor有3个面：物面，光阑，和像面。在LensDataEditor最左侧的窄栏内，它们分别标志为OBJ,STO,和IMA。与该栏相邻的下一栏，描述的是面的类型，缺省类型为"Standard"面。ZEMAX中还有很多其它的类型。Conicconstant栏以右的其

5、他栏目用于设置高级表面类型的附加参数。三、Layout(外形图)窗口将文件菜单中的"UseSessionFiles"项选中。这一选项的作用可以这样描述：在打开某个ZEMAX文件时，如果预先选择了"UseSessionFiles"选项，并且在前一次保存这个文件前，打开了几个分析窗口，那么这次ZEMAX会自动打开这几个分析窗口。如果不选"UseSessionFiles"选项，那么ZEMAX在打开文件时，因不需打开分析窗口，因此打开文件的速度要明显地快一些。从主菜单上，选择"File>Open"，这时已进入缺省的Samples子目录，继续"Sequ

6、ential>Objectives>DoubleGauss28degreefield.zmx"。这是一个常用的摄影物镜，由12个面组成，其中的第6面是光阑面(STO)。每个面都对应有Radius、Thickness、Glass和Semi-Diameter.参数项。如果"UseSessionFiles"项是选中的，在打开这个双高斯透镜时，Layout窗口会自动打开。外形图的作用就是让用户了解自己所设计的透镜的外观。Layout窗口和其他窗口一样，可以移动，也可以改变大小。要改变该窗口的设置，从Layout窗口菜单栏单击"Settings"，用户

7、可在接下来弹出的对话框中订制自己的Layout图设置。将"NumberofRays"改成7，再选中"FletchRays"(动词fletch是装上羽毛的意思，选中"FletchRays"选项光线上将出现箭头)，然后击"OK"。现在Layout图已经有了变化，每个视场有7条光线，而不是原来的3条。光线加上了表示传播方向的箭头。在ZEMAX中，要改变任何一个窗口的缺省设置都遵循这样一个基本过程。如果期望能更加清晰地观察Layout窗口的内容，可把这个窗口放大。要放大图形任何一部分，按住鼠标左键，然后用鼠标拖过这部分图形即可。图形可放大许多倍，可显

8、示惊人的细节。相反，要缩小图形，只需从Layout窗口的菜单栏执行"Zoom>Unzoom"即可。还可以从主菜单栏，通过"Analysis> Layout"，打开其