zemax光线追迹

Analysis->calculation->ray trace(Ctrl + Y)，显示的资料就是光线在各个面上的Direct cosine或Tangent值。

§13.1 光线追迹 目的：

单一光线的近轴或实际追迹。 设置： 项目 H x H y Field Wavelength P x P y Global Coordinates 描述 归一化后的X方向视场坐标。该值必须在-1至1之间。 归一化后的Y方向视场坐标。该值必须在-1至1之间。 选择特定的视场或任意视场，如果选定了特定视场则H x和H y的控制数不起作用。 进行光线追迹的波长序号。 归一化后的X方向的光瞳坐标，该值必须在-1至1之间。 归一化后的Y方向的光瞳坐标，该值必须在-1至1之间。 若选中，所有光追数据以全局坐标而不是局部坐标的形式给出，除了正切角以外。 选择“Dir Cosine”用以显示光线在各面的方向余弦，“Tagent Ang”显示光线与各面的 Type 所成的夹角的正切，“Ym、Um、Yc、Uc”显示近轴边缘光线和主光线交点或正切值，正切值简化为X轴的方向余弦与Z轴的方向余弦之比

　　未来城、鸿运路，交通控股集团迎着国企改革的“春雷”应运而生。以肩负交通强市的重大使命，聚合全市交通运输类企业，主导发展“交通工程、综合物流、公共出行”三大重点产业，辅助推进“物业资产经营管理、交通关联产业”两类企业建设。以“秩序、和融、担当、创新”的核心价值理念，服务于淮海经济区中心城市交通事业发展，引领企业争创智慧交通基础建设一流，铸创交通特色产业新国企。

　　善“守”易成，匠心文化是企业传承千年的立业之本。择一事终一生，无怨无悔，是匠人经得起考验的热爱。港口深处，看得见扎根基层三十载、执着坚守为一线的劳模工匠郭方良，在故障巧修、技改攻关中争破顽疾，在平凡之处用匠心匠艺诠释工匠精神；公交一线，看得见613路四星驾驶员、“最美交通人”王艳，用温心服务、微笑迎人，保障乘客平安出行，在平凡的公交线路上默默耕耘，践行着公交人真诚有言，服务无止的独特匠心。君可见技改一线时刻匆忙的身影、乘务安检不变的真情服务、昏暗灯光背影下的默默值守......正是一个个勤恳奋勉、精益求精的交控人，用“千万锤成一

梯度折射率光线光路追迹

第一章 绪论

1.1研究背景与意义

在传统的光学系统中，各种光学元件所用的材料都是均质的，每个元件内部各处的折射率为常数。在光学系统的设计中主要通过透镜的形状、厚度来成像，并利用各种透镜的组合来优化光学性能。梯度折射率材料则是一种非均质材料，它的组分和结构在材料内部按一定规律连续变化，从而使折射率也相应地呈连续变化。它也可简称为梯折材料。它主要依靠介质折射率的非均匀性实现各种光学功能，由它制成的光学元件具有显著的特点。如梯度折射率透镜体积小，数值孔径大，焦距短，端面为平面，消像差性好。组成光学系统可大大减少组件总数和非球面组件数，因而简化结构。梯度折射率光纤可以自聚焦，能提高藕合效率。梯度折射率微型光学元件是集成光学和光计算机的主要组件。因此，它在光学系统中有着良好的应用前景。本课题主要研究光在梯度折射率光纤中的传播轨迹。

1.1.1光纤的传输原理

光纤是一种传输介质，是依照光的全反射的原理制造的。光纤是一种将讯息从一端传送到另一端的媒介，是一条以玻璃或塑胶纤维作为让讯息通过的传输媒介。光纤实际是指由透明材料做成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材料做成的包层，并将射入纤芯的光信号，经包层界面反射，使光信号在纤

zemax基本操作要点

（1）镜头参数输入：在zemax中，对镜头参数输入有如下约定：

1）透镜表面个数（面数） 2）符号规则：

曲率半径r：如曲率中心位于镜片表面右侧，则曲率半径为正；反之为负

厚度d：如下一表面位于当前表面的右侧，则两表面之间的厚度为正；否则为负 (2)Gen(General Lens Data 通用)

这个按钮用于调用系统数据对话框，它用来定义作为整个系统的公共数据，而不是仅仅与单个面有关的数据。常用的选项有以下几个：

1)Aperture(孔径) 系统孔径表示在光轴上通过系统的光束大小。要设置系统孔径，需要定义系统孔径类型和系统孔径值。

Aperture Type： Entrance Pupil Diameter(入瞳直径) Image Space F/#(像空间F/#)

Object Space Numerical Aperture(物空间数值孔径) Float By Stop Size(随光阑浮动) Paraxial Working F/#(近轴工作F/#) Object Cone Angle(物方锥角

光线跟踪的算法

1，原理

由于从光源发出的光线有无穷多条，使得直接从光源出发对光线进行跟踪变得非常困难。实际上，从光源发出的光线只有少数经由场景的反射和透射（折射）后到达观察者的眼中。为此标准光线跟踪算法采用逆向跟踪技术完成整个场景的绘制。

光线跟踪思路：从视点出发，通过图像平面上每个像素中心向场景发出一条光线，光线的起点为视点，方向为像素中心和视点连线单位向量。光线与离视点最近的场景物体表面交点有三种可能： 1.当前交点所在的物体表面为理想漫射面，跟踪结束。

2.当前交点所在的物体表面为理想镜面，光线沿其镜面发射方向继续跟踪。 3.当前交点所在的物体表面为规则透射面，光线沿其规则透射方向继续跟踪。

如图-1中，场景中有三个半透明玻璃球，视点发出光线与场景最近交点为P1，使用任意局部光照模型（opengl使用的是phong模型）可以计算出P1点处的局部光亮度Ilocal，为了计算周围环境在P1点处产生的镜面发射光和规则折射光，光线1在P1点处衍生出两支光线：反射光2和折射光3。P1处的光照由三部分组成：Ilocal + ks * I2 + kt * I3

I3 为折射光线3的颜色，Kt为折射率 I2 为反射光线2的颜色，Ks为反射率 I

　　“迹”的各种学问

　　现在一些图书馆（比如上海图书馆）里都设立有“名人手迹”一类的收藏部门，征集名人的信札、书简，并且陈列展览。对名人手迹感兴趣的人很多，所以在收藏品市场上，那些手迹的价位也在攀升。

　　在商品经济下，名人具有名牌效益。人一旦成名，过手之物都变得非凡。一次在美国看电视，克林顿总统签署一份文件，签下自己的名字依次换了四五支笔，于是这四五支笔都成了“克林顿总统签署XX文件用笔”。必定是索求“名人笔”的人多，克林顿才采用了这个“一字多笔”之法。

　　名人之手固然可以生出许多“手迹”，但在地理这一行，脚比手重要，地理学不重视“手迹”，而重视“足迹”。所谓足迹，泛指人的经行之处，并非真是双脚之印记。中国古代文献中，“迹”字用得很多，大多是指名人之迹、圣贤之迹，也有与人文相对应的鸟兽之迹，古人从“迹”字引发出许多大思想。如今，西方人文地理学中有一个流派叫“时间地理学”，考察人的“生活路径”（life path），所谓生活路径，也就是在时空中的“迹”。

　　“迹”的原始含义，当然是指人或动物的脚走在地上留下的痕迹，中国古人对“迹”早有留意。《论衡》说：“占迹以睹足”，说明从“迹”可以推断足行的特征。古时鸟兽众多，腿脚各不相同。古时人与鸟兽亲近，

ZEMAX教学课程

转自飞达光学网

第一章 引言

关于本说明书

ZEMAX有三种不同的版本：ZEMAX-SE（标准版本），ZEMAX-XE（扩展版本）和ZEMAX—EE（工程版本）。本手册包括了所有三个版本的使用说明，当然，如文中所述，某些特征只对其中一个或两个版本是适用的。如果它的性能可以用在ZEMAX-XE和ZEMAX—EE中，但不能用于ZEMAX-SE，本手册中会在描述该特性时，给出如下的标识：

这一功能仅用在ZEMAX中的XE和EE版本。

如果一种功能能用在ZEMAX-EE，但不能用在ZEMAX-XE或ZEMAX—SE中，则会在手册中描述该特性的地方，给出如下的标识：

这一功能仅用在ZEMAX中的EE版本。

请注意XE比SE更为高级。那就是说SE能完成的XE一定能完成，除此之外还有扩展功能。EE也比XE要高级。这本手册概括了ZEMAX在Micoroft Windows和Windows NT操作系统中运行的三个版本。

ZEMAX能做什么？

ZEMAX是一个用来模拟、分析和辅助设计光学系统的程序。ZEMAX的界面设计得比较容易被使用，稍加练习就能很快地进行交互设计。大部分ZEMAX的功能都用选择弹出或下拉式菜单来实现。

ZEMAX光学系统的建立

第一步：输入波长。（不一定要先完成，但习惯先做此步）

在主屏幕菜单条上，选择“系统（System）”菜单下的“波长（Wavelengths）”，弹出一个“波长数据（Wavelength Data）”对话框，用鼠标在第二和第三行的“使用（Use）”上单击一下，将会增加两个波长使总数成为三。

ZEMAX全部使用微米作为波长的单位。键入数据，在屏幕的最右边，你可以看到一列主波长指示器。主波长用来计算近轴参数，如焦距，放大率等等。

“权重（Weight）” 这一列用在优化上，以及计算波长权重数据如RMS点尺寸和STREHL率。现在让所有的权为1.0，单击OK保存所做的改变，然后退出波长数据对话框。 第二步：定义孔径。（使ZEMAX在处理其他的事情上，知道每一个镜片该被定为多大）

设置孔径值，选择“系统”中的“通常（General）”菜单项，出现“通常数据（General Data）”对话框，单击“孔径值（Aper Value）”一格，输入值。注意孔径类型缺省时为“入瞳直径（Entrance Pupil Diameter）”，也可选择其他类型的孔径设置。除此之外，还要加入一些重要的表面数据。ZEMAX模型光学系统使用一系列的

ZEMAX光学设计软件操作说明详解

找到一些资料 希望对大家有用！

【ZEMAX光学设计软件操作说明详解】 介绍

这一章对本手册的习惯用法和术语进行说明。ZEMAX使用的大部分习惯用法和术语与光学行业都是一致的，但是还是有一些重要的不同点。 活动结构

活动结构是指当前在镜头数据编辑器中显示的结构。详见“多重结构”这一章。 角放大率

像空间近轴主光线与物空间近轴主光线角度之比，角度的测量是以近轴入瞳和出瞳的位置为基准。 切迹

切迹指系统入瞳处照明的均匀性。默认情况下，入瞳处是照明均匀的。然而，有时入瞳需要不均匀的照明。为此，ZEMAX支持入瞳切迹，也就是入瞳振幅的变化。

有三种类型的切迹：均匀分布，高斯型分布和切线分布。对每一种分布（均匀分布除外），切迹因素取决于入瞳处的振幅变化率。在“系统菜单”这一章中有关于切迹类型和因子的讨论。

ZEMAX也支持用户定义切迹类型。这可以用于任意表面。表面的切迹不同于入瞳切迹，因为表面不需要放置在入瞳处。对于表面切迹的更多信息，请参看“表

面类型”这一章的“用户定义表面”这节。 后焦距

ZEMAX对后焦距的定义是沿着Z轴的方向从最后一个玻璃面计算到与无限远物体共轭的近轴像面的距

录

前言.......................................................................................................................... 错误！未定义书签。 第一章 ZEMAX软件简介 ......................................................................................................................... 1

1.1 简介............................................................................................................................................. 1 1.2 用户界面 ............................................................................................