zemax序列评价函数

6)玻璃数据约束

MNIN:指定Srfl到Srf2的最小d光折射率。 MXIN:指定Srfl到SrF2的最大d光折射率。

MNAB:指定Srfl到Sxf2的最小阿贝色散系数Vd。 MXAB:指定Srfl到Srf2的最大阿贝色散系数数Vd。

MNPD:指定Srfl到Srf2的最小部分色散系数△PgF 。

MXPD:指定Srfl到Srf2的最大部分色散系数△PgF

RGLA:指定Srf1到Srf2折射率、阿贝色散系数和部分色散系数在当前玻璃库的合理选 择约束。Wn,Wa和Wp分别表示折射率、阿贝色散系数和部分色散系数的权重因子。 GCOS:指定Surf的玻璃相对价格系数。 GTCE:指定Surf的温度系数TCE

INDX:指定Surf指定的Wave折射率。

表15. 2 ( h ) ZEMAX评价函数中的操作符说明

ACOS:Op#反余弦值。Flag = 0，为弧度值;Flag≠0，为角度值。 ASIN : Op#反正弦值。Flag=0，为弧度值;Flag≠0，为角度值。 ATAN:Op#反正切值。Flag=0，为弧度值;Flag≠0，为角度值。

COSI : Op

15. 2 ZEMAX评价函数

15. 2. 1 ZEMAX评价函数的构建

光学自动设计程序中评价函数的建立及构成元素的确定，是光学设计者参与的重要内 容之一。ZEMAX提供了近300种优化设计操作符(operator )，分别代表光学系统设计中所 要求光学特性、像差以及一些约束和目标，即上节所介绍的F。设计者根据设计需要，可选 用相应的操作符和权重作为构建评价函数元素。 ZEMAX中，评价函数由下式定义为像差目标值与当前系统像差实际值之差平方加权和 的平方根:

MF2??W(Viii?Ti)2??Wj(Vj?Tj)2j?Wi (15.16)

i式中:Vi——第i种操作符对应像差的实际值(Value ); Ti——第i种操作符对应像差的目标值(Target ) ; Wi——第i种操作符的权因子。

(Vj?Tj)称为拉格朗日乘子(Lagrangian Multiplier)，一般对应于透镜的边界条件。 式(15. 16)中，当Wi>0时，该操作符被当作“像差”，随着ZEMAX优化评价函数被最小化;当Wi=0时，该操作符在评价函数中不起作用，但该操

Operand Definitions

ZEMAX supports optimization operands which are used to define the merit function. Each operand may be assigned a weight which indicates the relative importance of that operand, as well as a target, which is the desired value for that operand. The operands are listed below.

ABSO: Absolute value 绝对值

ACOS: Arccosine

AMAG: Angular magnification 角放大率

ANAR: Angular aberration

ASIN: Arcsine

ASTI: Astigmatism 初级像散

ATAN: Arctangent

AXCL: Axial color

BLNK: Blank

BSER: Boresight Error

COGT:

Operand Definitions

ZEMAX supports optimization operands which are used to define the merit function. Each operand may be assigned a weight which indicates the relative importance of that operand, as well as a target, which is the desired value for that operand. The operands are listed below.

ABSO: Absolute value 绝对值

ACOS: Arccosine

AMAG: Angular magnification 角放大率

ANAR: Angular aberration

ASIN: Arcsine

ASTI: Astigmatism 初级像散

ATAN: Arctangent

AXCL: Axial color

BLNK: Blank

BSER: Boresight Error

COGT:

ZEMAX评价函数中的操作符

1、 基本光学特性参数控制操作符

EFFL: Effective focal length 的缩写，表示指定波长（Wave）的有效焦

距值（lens unit，毫米或英寸）为单位。Wave为指定波长编号。

EFXL: X平面上，指定编号范围（Srf1，Srf2）内的主波长的有效焦距，以

lens unit为单位。第一表面的编号Srf1，最后表面编号Srf2.

EFLY:Y平面上，指定（Srf1，Srf2）内的主波长的有效焦距。

（EFLX和EFLY对于旋转对称系统可以控制中间镜组的焦距值。）

POWR:指定表面（Surf）的指定Wave的光焦度?，

作符仅对标准表面有效。Surf为指定标准编号。

???n??n?r。该操

PIMH:指定Wave的像平面上的近轴像高，以lens unit为单位。 PMAG:指定Wave的近轴垂轴放大率??y?y，即主光线在像平面的近轴

高度y?与物高y的比率。仅适用于有限远共轭系统。如果有畸变，?与实际系统的垂轴放大率将有差别。

AMAG:角放大率，近轴向空间和物空间指定Wave的主光线角度之比。 LINV：系统的拉格朗日不变量。用指定Wave近轴边缘光线和主光线数据计

算。

ENPP：相对于

ZEMAX的序列工作模式简介

本资料的主要内容包括： ? Layouts (外形图) ? Spot Diagrams (点列图)

? Ray and Optical Path Difference (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ray fan plots(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

ZEMAX的序列工作模式简介

本资料的主要内容包括： ? Layouts (外形图) ? Spot Diagrams (点列图)

? Ray and Optical Path Difference (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ray fan plots(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

ZEMAX评价函数中的操作符

1、 基本光学特性参数控制操作符

EFFL: Effective focal length 的缩写，表示指定波长（Wave）的有效焦

距值（lens unit，毫米或英寸）为单位。Wave为指定波长编号。

EFXL: X平面上，指定编号范围（Srf1，Srf2）内的主波长的有效焦距，以

lens unit为单位。第一表面的编号Srf1，最后表面编号Srf2.

EFLY:Y平面上，指定（Srf1，Srf2）内的主波长的有效焦距。

（EFLX和EFLY对于旋转对称系统可以控制中间镜组的焦距值。）

POWR:指定表面（Surf）的指定Wave的光焦度?，

作符仅对标准表面有效。Surf为指定标准编号。

???n??n?r。该操

PIMH:指定Wave的像平面上的近轴像高，以lens unit为单位。 PMAG:指定Wave的近轴垂轴放大率??y?y，即主光线在像平面的近轴

高度y?与物高y的比率。仅适用于有限远共轭系统。如果有畸变，?与实际系统的垂轴放大率将有差别。

AMAG:角放大率，近轴向空间和物空间指定Wave的主光线角度之比。 LINV：系统的拉格朗日不变量。用指定Wave近轴边缘光线和主光线数据计

算。

ENPP：相对于

之前不懂系统辨识的理论，输入信号随便用了一个阶跃信号，后来发现阶跃信号其实很菜，不足以激励起系统的全部动态特性，额，实验数据立马弱爆了。。。M序列是工程中常用的输入信号，它的性质类似于白噪声，而白噪声是理论上最好的输入信号，可见M序列的价值。下面介绍M序列的matlab产生方法，看到很多论坛产生M序列的程序复用性不高，而matlab就提供了产生M序列的专门函数，这里尝试一下。 idinput函数

产生系统辨识常用的典型信号。 格式

u = idinput(N,type,band,levels)

[u,freqs] = idinput(N,'sine',band,levels,sinedata) N

产生的序列的长度，如果N=[N nu]，则nu为输入的通道数，如果N=[P nu M]，则nu指定通道数，P为周期，M*P为信号长度。默认情况下，nu=1，M=1，即一个通道，一个周期。 Type

指定产生信号的类型，可选类型如下 ?rgs? 高斯随机信号 ?rbs? （默认） 二值随机信号 ?prbs? 二值伪随机信号（M序列） ?sine? Band 正弦信号和 指定信号的频率成分。对于?rgs?、?rb

实验八 公式、序列及函数的使用

一、实验目的

1． 熟练掌握序列填充及公式复制的方法；

2． 掌握常用函数的功能及使用方法，并能用它们来解决一些实际问题。

二、实验内容与操作步骤

在Excel环境下完成以下各操作： （一）序列填充及公式的使用 1． 在Excel中创建一个空白工作簿

2． 利用Excel提供的数据填充功能，在Sheet1工作表中输入以下数据： ⑴ 在区域A1：A9中从上到下填入：2，4，6，8，10，12，14，16，18 ⑵ 在区域B1：B9中从上到下填入：1，2，4，8，16，32，64，128，256

⑶ 在区域C1：C12中从上到下填入：JAN，FEB，MAR，APR，MAY，JUN，JUL，AUG，SEP，OCT，NOV，DEC

⑷ 在区域D1：D7中从上到下填入：星期日，星期一，星期二，星期三，星期四，星期五，星期六

3．在Sheet2工作表中，利用公式计算二次函数ax+bx+c的值，其中a=2，b=3，c=5，x从-3到4变化，每隔0.5取一个函数值。操作方法写出如下：

4．把工作簿以E81.XLS为文件名存入D:\\EX8中。 （二）函数的使用

在Excel环境下打开D:\\EX8\\E82.XLS文件,依次