zemax笔记12

ZEMAX笔记

这儿放置本人在学习ZEMAX时的笔记和心得

一、在zemax中添加棱镜

(2010-04-25 20:46更新)

最近项目zemax建模需要添加一个达夫棱镜组，但因为界面全是E文我只会添加球面和平板等类型，斜面就不会了。在网上找了找，发现zemax自带的例子 中包含一个“ZEMAXSamplesNon-sequentialPrismsDouble dove prism.zmx”可以使用。

原来非序列部件可以在“Lens Data Editor”(镜头数据编辑)窗口插入

Non-sequential曲面后，使用“Non-sequential Component Editor”(非序列部件编辑)窗口设计。

二、常用评价函数操作数

(2010-09-13 20:21更新)

这儿只是简单的索引，详细信息可以参考《ZEMAX中文使用说明书》

Operand Definitions

ZEMAX supports optimization operands which are used to define the merit function. Each operand may be assigned a weight which indi

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

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 ............................................................................................

光学系统设计题目

1、 根据提供的初始结构‘双视场.zmx’，设计一个双视场的红外系统（红外材料用自带的

INFRARED.AGF），要求焦距60mm/150mm，F数=1。成像质量：30线对时MTF?0.3（全视场），成像像面对角线半径7.6mm。波长8-12微米。

也可以用其它结构，可以添加一个非球面，但是添加非球面后需要减少镜片数量。

2、 自行查找文献，设计红外广角物镜（红外材料用自带的INFRARED.AGF），全视场角大于

90度。F数=1。成像质量：30线对时MTF?0.3（全视场），成像像面对角线半径7.6mm。波长8-12微米。

3、 以gauss.zmx为初始结构，设计一个成像镜头。要求：像面大小:6.4×4.8mm，像元8微

米。焦距：50mm，F数：1.0，波长：可见光，结构：双高斯，中心视场0.3（60lp/mm），全视场0.1（60lp/mm）。限用成都光明玻璃。要求进行样板比对（china.tpd）。

4、 以zebase中S_001为初始结构，或自行查找初始结构，设计10倍变焦可见光成像系统，

要求：像面大小:6.4×4.8mm，像元8微米。焦距：15-150mm，F数：1.0，波长：可见光，中心视场0.3（4

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

设计前的准备

Zemax公司感谢Suss MicroOptics SA公司的Reinhard Voelkel博士提供本文使用到的实验数据。

我们同时提供本文的的日文版本

本文描述了一种商用的光纤耦合器，系统使用SUSS MicroOptics FC-Q-250微透镜阵列来耦合两根康宁（Corning）SMF-28e光纤。如下图所示：

供应商提供的上述元件的参数如下：单模光纤，康宁SMF-28e 数值孔径 0.14 纤芯直径 8.3μm

模场直径@1.31μm 9.2±0.4μm

微透镜阵列，SUSS MicroOptics SMO39920 基片材料 熔融石英 基片厚度 0.9mm 内部透过率 >0.99 透镜直径 240μm 透镜节距 250μm

曲率半径 330μm

圆锥常数（Conic constant） 0 数值孔径 0.17

附件中的文件single mode coupler.zmx 是整个系统的Zemax文件。请注意一下几点：

物面到透镜的距离和透镜到像面的距离设定为0.1mm，是因为这比较接近实际情况。后面经过优化过程时候，这个尺寸还会发生变化；

透镜到像面的距离使用了Pick-up solve，以确保和

实验十一 学系统设计软件Zemax应用

——单透镜设计

设计性实验

一、实验目的

掌握zemax光学设计软件的使用，能进行光学器件的设计和仿真，理解各种光学设计的基本分析原理，了解像差的基本概念、意义。

二、实验内容

设计一个校正球差的消色差双胶合镜，作为望远镜物镜。R=10 cm，c1=0.002957 cm-1，c2=-0.020184 cm-1， c3=-0.00771 cm-1。厚度t1=1.9 cm，t2=1.3 cm。玻璃选择：第一透镜选BaK1 （1.5725、57.55），第一透镜选BaSF2 （1.66446、35.83）。如图所示。

三、实验仪器

计算机、自由空间光学系统设计软件Zemax。

四、实验原理

几何光学设计主要采用光线追迹法（Ray tracing）来分析光线在光学系统中的传输路径。通过光线追迹法可以确定系统的一些基本参数，如焦距、光阑，入射光瞳、出射光瞳、入射窗、出射窗等。通过光线追迹法还可以分析系统像差。

五、实验步骤

步骤一： 创建设计 建立新文件，并保存。 步骤二：系统参数设置

1 将单位设置为毫米，将入射光瞳半径设置为100毫米。方法：System-General。如下图。

2 对计算视场进行设计，设置