ZEMAX光學(xué)輔助設(shè)計(jì)簡明教程

第一章 引言

第二章  ZEMAX的基本界面及文件菜單

第三章  編輯菜單

第四章 系統(tǒng)菜單

第五章   分析菜單

第六章  工具菜單

第七章  報(bào)告菜單

第八章  宏指令菜單

第九章  擴(kuò)展命令菜單

第十章  表面類型簡介

第十一章 設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)例

第一章：引言

對于實(shí)際的光學(xué)系統(tǒng)來說，它的成像往往是非完善成像，對于怎樣來判斷一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的性能的優(yōu)劣，是光學(xué)設(shè)計(jì)中遇到的一個(gè)重要問題.在當(dāng)前計(jì)算機(jī)輔助科研、教學(xué)的迅猛發(fā)展過程中，計(jì)算機(jī)輔助光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)已成為光學(xué)設(shè)計(jì)不可缺少的一種重要手段.其中，由美國焦點(diǎn)軟件公司所發(fā)展出的光學(xué)設(shè)計(jì)軟件ZEMAX，可做光學(xué)組件設(shè)計(jì)與照明系統(tǒng)的照度分析，也可建立反射，折射，繞射等光學(xué)模型，并結(jié)合優(yōu)化，公差等分析功能，是套可以運(yùn)算Sequential及Non-Sequential的軟件.其主要特色有分析：提供多功能的分析圖形，對話窗式的參數(shù)選擇，方便分析，且可將分析圖形存成圖文件，例如：*.BMP, *.JPG．．．等，也可存成文字文件*.txt；優(yōu)化：表欄式merit function參數(shù)輸入，對話窗式預(yù)設(shè)merit function參數(shù)，方便使用者定義，且多種優(yōu)化方式供使用者使用；公差分析：表欄式Tolerance參數(shù)輸入和對話窗式預(yù)設(shè)Tolerance參數(shù)，方便使用者定義；報(bào)表輸出：多種圖形報(bào)表輸出，可將結(jié)果存成圖文件及文字文件。

但是，這里必須強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)的是，ZEMAX軟件只是一個(gè)光學(xué)設(shè)計(jì)輔助軟件，也就是說，該軟件不能教你怎么去進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)，而只是能對你設(shè)計(jì)的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行性能的優(yōu)化以達(dá)最佳成像質(zhì)量.所以，在應(yīng)用本教程進(jìn)行光學(xué)輔助設(shè)計(jì)之前，您最好先學(xué)習(xí)一下光學(xué)設(shè)計(jì)的有關(guān)知識：首先是幾何光學(xué)基礎(chǔ)，幾何光學(xué)是光學(xué)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ).要做光學(xué)設(shè)計(jì)必須懂得各種光學(xué)儀器成像原理，外形尺寸計(jì)算方法，了解各種典型光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)過程.實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)大多由球面和平面構(gòu)成.記住共軸球面系統(tǒng)光軸截面內(nèi)光路計(jì)算的三角公式，了解公式中各參數(shù)的幾何意義是必要的，具體公式可參考有關(guān)光學(xué)書籍，在此就不一一介紹了.對于平面零件有平面反射鏡和棱鏡，它們的主要作用多為改變光路方向，使倒像成為正像，或把白光分解為各種波長的單色光.在光學(xué)系統(tǒng)中造成光能損失的原因有三點(diǎn)：透射面的反射損失、反射面的吸收損失和光學(xué)材料內(nèi)部的吸收損失.其次是像差理論知識，對于一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)，一般存在7種幾何像差，他們分別是球差、彗差、像散、場曲、畸變和位置色差以及倍率色差.另外，還必須了解一點(diǎn)材料的選擇和公差的分配方面的知識，以及一些光學(xué)工藝的知識，包括切割，粗磨，精磨，拋光和磨邊，最后還有鍍膜和膠合等。

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