光学设计软件zemax中文教程.doc

|注：此版本 ZEMAX 中文说明由光学在线网友 elf 提供！目 录第 1 章引第 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§8.5.5 几何传递函数.62§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§8.12.9 色散图 .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 型全息表面 .142§13.15 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。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。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，参见“附加” 。|保存（Save）目的：保存镜头文件。说明：此选项用于保存镜头文件，当将文件保存为另一名称或保存在另一路径下时，用“另存为”选项。另存为（Save as）目的：将镜头保存为另一名称。说明：此选项将文件保存为另一名称或保存在另一路径下。附加（Append）目的：将以前保存的镜头数据附加到当前镜头文件中。说明：这一选项同“打开”选项类似，但当前镜头数据并未覆盖。当选择文件附加后，ZEMAX 会提示新镜头插入面的数字，并为新数据让出空间。对话框中也有“Ignore Object”检验栏，缺省时将忽略新镜头的厚度。这样，新镜头数据将被附加在表面 1 而不是表面 0。虽然这一特性能保存许多键入的镜头，但是结果镜头包含一些特殊的表面，需稍加手工编辑达到希望的结果。环境（Environment）ZEMAX 允许使用一些能被设置和保存的选项，当 ZEMAX 运行时，这些选项可被自动选择。主要配置文件是 ZEMAX.CFG，这一文件能被删除，缺省时退回到启动配置。环境选项分为以下几组。地址（Address）目的：本设置决定了如何显示“地址”框。地址框可用来显示用户定义文本如公司名称或图形数目。地址框大多出现在图表的右下角。设置：条目 描述Address Line 1 显示在“地址”框中的第一行文本。Address Line 2 显示在“地址”框中的第二行文本。Address Line 3 显示在“地址”框中的第三行文本。|Address Line 4显示在“地址”框中的第四行文本，除非文件名称和变焦位置已被选择。Show Line 4 As 选择输入文本、镜头文件名称、变焦位置。Hide Address 按下此按钮， “地址”框不会显示。目录(Directories)目的：本设置决定 ZEMAX 安放和寻找某一文件的路径。设置：条目 描述ZEMAX Path ZEMAX 寻找文件的缺省目录，如玻璃目录和常用 镜头目录。Output Path 文本和图表输出的缺省目录。Lens Path 镜头文件的缺省目录。ZPL Path ZPL Macros 缺省目录。Stock Path 常用镜头缺省目录，所有常用镜头都存贮在 Stock Path 目录的子目录下。图表（Graphics ）目的：本设置决定了大多数 ZEMAX 图表窗口的大小、颜色、动作，也可参见文本窗口中的 Date/Time 选项。设置：条目 描述B/W Screen 缺省时，ZEMAX 显示的图表是彩色的。若选中此项，所有图表变为黑色和白色。B/W Plots缺省时，ZEMAX 打印出的图表时彩色的。若选中此项，打印出的图表为黑白色，只有彩色打印机才能打出彩色图表。Show Options First如果选中此项，选项中的“设置”框将在其它分析图表计算显示前显示出来。Win x，y Size 是以象素为单位的图表窗口的缺省 x，y 值，这能调整程序的大小和分辨率。Background 图表窗口的背景颜色，它能从下拉条目中选择。|MetafilesZEMAX 可生成几种不同类型的 Windows 图元文件格式。图元文件可用来复制图表到剪贴扳上，或复制图表到磁盘上，这样可将图表输入到其它Windows 应用程序中。大多数 16 bit 的Windows3.1 应用程序用的是 16 bit 标准型格式，然而有些 Windows3.1 应用程序用的是一种变化的称为“16 bit Placeable”格式。最近，32 位的应用程序用的是 32 位的增强型格式，当用 32 位格式时，生成的图表格式的扩展名是 EMF，它表示增强型图元格式。Metafile Pen Width以 Windows 图元文件格式通过剪贴板或磁盘文件输出的图形文件中与设备有关的像素中的线宽。Aspect RatioZEMAX 图表窗口中缺省的显示比例是 3×4，这正好与标准打印纸 8.5×11 英寸相匹配。对11×17 英寸的打印纸，3×5 的显示比例更适合。4×3 和 5×3 是长比宽大的显示比例。此选项对打印和屏幕有相同的缺省显示比例，每个图表屏幕可用 Window, Aspect Ratio 设置选项来设置自己的显示比例。颜色（Colors）颜色对话框是用来定义 ZEMAX 图表中笔的颜色。当画光线特性曲线、点列图和其它数据曲线时，不同颜色的笔用来画不同波长的曲线。波长 1 用笔 1，波长 2 用笔 2，依此类推；视场位置 1 用笔1，视场位置 2 用笔 2，依此类推。红、绿、蓝的值定义了笔的颜色，每一个值必须在 0 225 之间，用 24 bit 的红、绿、蓝的值来定义笔的颜色，共有一千六百万种颜色，但只显示当前图表硬件提供的分辨率。所得的颜色将显示在红、绿、蓝的值的右边。文本（Text）目的：本设置决定了文本窗的属性。日期/时间设置也影响着图表窗口。设置：条目 描述屏幕字体大小 定义显示在窗口文本字体的大小，缺省值是|8point。日期/时间 在图表上，既可以不选择日期时间，又可只选择日期，或日期和时间都选择。编辑（Edit）目的：本设置决定了电子表格编辑器的属性。如果编辑器的单元格尺寸太窄无法显示整个数据，则“*”号将代替被删去部分的数据。设置：条目 描述十进制数此选项用于改变显示在镜头数据编辑中的十进制数字。选择“Compact”将改变要显示的十进制数字个数，以便使所显示的位置最小。字体大小 用于定义文本字体的大小，缺省值为 8 point。自动更新控制如何和何时 ZEMAX 更新数据编辑器中的数据，“None”意味着光瞳位置、求解和其它编辑器中的镜头数据都不更新，直到“System”菜单中选项“Update ”打开。只要新数据键入镜头数据中，“Update”设置使更新的数据运行，特别的是对多重结构参数编辑器。 “Update All”使所有窗口的数据都更新。详细的参见“系统菜单”这章的“Update”和“Update All”。注释显示 选择它，则表面注释列会显示在镜头数据编辑器中，否则此列隐藏起来。撤消撤消有三种可选状态：不撤消、单步撤消、多步撤消。详细的参见“编辑菜单”这章中的撤消选项。LDE 单元格尺寸在镜头数据编辑器中，定义了单个单元格的宽度，宽的单元格意味着列少，但数据看的较清楚。MFE 单元格尺寸定义了评价函数编辑器中单个单元格的宽度。MCE 单元格尺寸定义了多参数编辑器中单个单元格的宽度。