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ZEMAX软件1zemax培训教程课件国内外光学设计软件情况国内外光学设计软件情况※ ※国内情况：国内情况：￿￿ ￿￿■￿■￿北京理工大学北京理工大学(SOD)(SOD)￿￿ ￿￿■■南京理工大学等南京理工大学等※ ※国外情况：国外情况：￿￿■￿Zemax￿￿￿■￿Zemax￿（光学设计软件）（光学设计软件）  ￿  ￿■￿TracePro■￿TracePro（光学仿真软件）（光学仿真软件） ￿  ￿■￿ASAP■￿ASAP（光学仿真软件）（光学仿真软件） ￿  ￿■￿LightTools■￿LightTools（光学仿真软件）（光学仿真软件） ￿  ￿■￿CODEV ￿(Optical￿Research￿Associates￿)■￿CODEV ￿(Optical￿Research￿Associates￿)■￿OSLO￿■￿OSLO￿（（￿ ￿LambdaLambda光学设计软件）光学设计软件）2zemax培训教程课件软件比较软件比较￿ ￿•ZEMAX￿是将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表集成在一起是将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真软件。

的一套综合性的光学设计仿真软件•OSLO￿是处理光学系统的布局和优化的代表性光学设计软件是处理光学系统的布局和优化的代表性光学设计软件•CODE￿V是是Optical￿Research￿Associates推出的大型光学设计软件，功能非常强推出的大型光学设计软件，功能非常强大，价格相当昂贵大，价格相当昂贵•TracePro￿是能进行常规光学分析、设计照明系统、分析辐射度和亮度的软件是能进行常规光学分析、设计照明系统、分析辐射度和亮度的软件•ASAP：世界各地的光学工程师都公认：世界各地的光学工程师都公认ASAP（（Advanced￿Systems￿Analysis￿Program，高级系统分析程序）为光学系统定量分析的业界标准高级系统分析程序）为光学系统定量分析的业界标准ASAP的分析的分析功能包括照明分析、辐射度测量、偏振、光纤耦合效率、干涉测量、杂光分析功能包括照明分析、辐射度测量、偏振、光纤耦合效率、干涉测量、杂光分析（散射和鬼影分析）、成像质量及薄膜镀膜性能分析散射和鬼影分析）、成像质量及薄膜镀膜性能分析•LightTools是一个全新的具有光学精度的交互式三维实体建模软件体系是一个全新的具有光学精度的交互式三维实体建模软件体系,在系统在系统初步设计、复杂系统设计规划、光机一体设计、杂光分析、照明系统设计分析、初步设计、复杂系统设计规划、光机一体设计、杂光分析、照明系统设计分析、单位各部门间学术交流和数据交换、课题论证或产品推广等各环节中均可发挥单位各部门间学术交流和数据交换、课题论证或产品推广等各环节中均可发挥重要的作用，成为人们理想的工具。

重要的作用，成为人们理想的工具3zemax培训教程课件ZEMAXZEMAX已经成为当今使用最普遍的光已经成为当今使用最普遍的光学设计软件之一学设计软件之一※￿※￿市场占有率：市场占有率：80~85%80~85%※￿※￿全球已经销售了两万多套全球已经销售了两万多套※￿※￿台湾地区已经销售台湾地区已经销售600600多套多套※￿※￿我国大陆地区已经有我国大陆地区已经有300300多套4zemax培训教程课件市场应用市场应用※ ※ 应用范围：应用范围：•传统相机、数码相机、内窥镜等光学镜头的设计传统相机、数码相机、内窥镜等光学镜头的设计•DVDDVD、、VCDVCD读写头读写头•投影系统，背投电视投影系统，背投电视•照明系统照明系统•干涉仪干涉仪•LEDLED•Laser diodeLaser diode•光通信器件设计等等光通信器件设计等等……5zemax培训教程课件Zemax使用群使用群※※NASANASA美国太空总署美国太空总署,Sandia ,Sandia 国家实验室国家实验室, U.S.Army, U.S.Army军军队队, , HP,HP, Motorola… Motorola…※※中国台湾地区中国台湾地区: :电子所电子所, ,中科院中科院, ,大学大学……以及扫描仪以及扫描仪, ,相机相机, ,望远镜望远镜, ,投影机等制造商投影机等制造商. .※※中国大陆：光学、光电研究所，大学，光学公司，光学中国大陆：光学、光电研究所，大学，光学公司，光学加工厂，从事光学镜头、条形码、投影仪、背投影电视、加工厂，从事光学镜头、条形码、投影仪、背投影电视、光通信器件、光通信器件、VCDVCD及及DVDDVD读写头等的设计的公司。

读写头等的设计的公司6zemax培训教程课件ZEMAXZEMAX概述概述7zemax培训教程课件ZEMAXZEMAX简介（简介（I I））￿ ￿Focus￿Software￿公司产品公司产品——光学镜头设计和光学系统光学镜头设计和光学系统分析软件分析软件￿版本有三个等级：版本有三个等级：￿￿￿￿￿＊＊ZEMAX—SE(标准版标准版)￿￿￿￿￿＊＊ZEMAX—XE(完整版完整版)￿￿￿￿￿＊＊ZEMAX—EE(专业版专业版)￿ 每年有数次版本更新，可以到每年有数次版本更新，可以到ZEMAX的网站上下载更新的网站上下载更新8zemax培训教程课件ZEMAXZEMAX简介（简介（II II））￿ 界面友好，容易上手；资料丰富，既可以直接选择，又可以自定义；界面友好，容易上手；资料丰富，既可以直接选择，又可以自定义；￿ 可建立反射、可建立反射、￿折射、衍射及散射等光学模型；折射、衍射及散射等光学模型；￿ 可进行偏振、镀膜和温度、气压等方面的分析可进行偏振、镀膜和温度、气压等方面的分析￿ ￿具有强大的像质评价和分析功能；具有强大的像质评价和分析功能；￿ ￿丰富的资料库，有现成的镜头和玻璃、样板数据，可供用户选择；丰富的资料库，有现成的镜头和玻璃、样板数据，可供用户选择； ￿大部分窗口都提供帮助大部分窗口都提供帮助,方便随时获取相关功能的解释和帮助；方便随时获取相关功能的解释和帮助；9zemax培训教程课件ZEMAXZEMAX的主要特色的主要特色(1)(1)分析分析提供多功能的分析图形，对话窗参数选择，方便分析，可将分析图形提供多功能的分析图形，对话窗参数选择，方便分析，可将分析图形存成图文件，如存成图文件，如BMPBMP、、JPGJPG等，也可存成文字文件等，也可存成文字文件txttxt．　．　(2)(2)优化优化表栏式表栏式merit functionmerit function参数输入，对话窗预设参数输入，对话窗预设merit functionmerit function参数，参数，方便使用者定义，且多种优化方式供使用者使用，诸如方便使用者定义，且多种优化方式供使用者使用，诸如Local Local OptimizationOptimization可以快速找到佳值，可以快速找到佳值，Global/Hammer OptimizationGlobal/Hammer Optimization可找可找到最好的参数。

到最好的参数3)(3)公差分析公差分析表栏式表栏式ToleranceTolerance参数输入和对话窗式预设参数输入和对话窗式预设ToleranceTolerance参数，方便使用参数，方便使用者定义 　　　　　　(4)(4)报表输出报表输出多种图形报表输出，可将结果存成图文件及文字文件多种图形报表输出，可将结果存成图文件及文字文件10zemax培训教程课件系统要求系统要求•WIN98，，NT，，2000，，XP•200Mb￿以上的硬盘空间以上的硬盘空间•￿最小的分辨率为：最小的分辨率为：1024*768•￿一个并行口或者一个并行口或者USB接口用来接接口用来接KEY•￿64Mb以上内存；如果进行对象非常复杂、物理光学或散以上内存；如果进行对象非常复杂、物理光学或散射和照明分析时，最低要求是射和照明分析时，最低要求是256MB，最好是，最好是512Mb11zemax培训教程课件What￿is￿ZEMAXWhat￿is￿ZEMAX￿ ￿ZEMAX是一个光学设计软件，它使用是一个光学设计软件，它使用sequential和和non-sequential的的方法模拟方法模拟refractive,reflective和和diffractive光线追迹。

光线追迹•ZEMAX用用“surface”为为sequential￿ray￿tracing建模；用建模；用“component”或或solid￿object￿model为为non-sequential￿ray￿tracing建模￿•Purely￿sequential￿：：￿￿￿￿￿￿ 传统的镜头设计，和大多数成像系统传统的镜头设计，和大多数成像系统;•Hybrid￿sequential/￿non-sequential(aka￿NSC￿with￿ports)￿￿￿￿￿￿ 同时有同时有sequential组件和组件和non-sequential组件（如组件（如prism,pipe））的的系统系统;　　￿￿ 用用“ports”为光线进入和离开为光线进入和离开NS￿group的出入口的出入口;•Purely￿non-sequential(aka￿NSC￿without￿ports)　　￿￿ ￿用于用于illumination,scattering,stray light analysisillumination,scattering,stray light analysis;　　￿￿ ￿不用不用“ports”。

12zemax培训教程课件Ray￿TracingRay￿Tracing的的3 3种方式（种方式（I I））（（1 1））Purely Sequential：：用于传统的透镜成像系统设计；用于传统的透镜成像系统设计；• •以光学面（以光学面（surfacesurface））为对象来构建光学系统模型；为对象来构建光学系统模型；• •光线从物面开始（常为光线从物面开始（常为surface 0surface 0））• •按光学面的顺序计算（按光学面的顺序计算（surface 0,1,2…surface 0,1,2…），），对每个光对每个光学面只计算一次；学面只计算一次；• •每个面都有物空间和像空间；每个面都有物空间和像空间；• •需要计算的光线少，计算速度快；需要计算的光线少，计算速度快；• •可可进行进行analysis,Optimizationanalysis,Optimization及及TolerancingTolerancing；；13zemax培训教程课件Sequential￿systemSequential￿system例子例子14zemax培训教程课件Ray￿TracingRay￿Tracing的的3 3种方式（种方式（II II））（（2））Hybrid￿sequential/non-sequential(aka￿NSC￿with￿ports)　　　　• •所有所有objectobject都是都是3 3D shell or solidsD shell or solids；； • •每个每个objectobject都在一个空间坐标系中定义了其特性；都在一个空间坐标系中定义了其特性；　　　　• •光线从光线从input portinput port进入进入non-sequential groupnon-sequential group；；从从exit port exit port 　　离开离开NS groupNS group；；　　　　• •光线在光线在NSCNSC中一直追迹，直到它遇到下列情况才终止：中一直追迹，直到它遇到下列情况才终止：　　　　　　 Nothing　　　　　　 Exit￿port　　　　　　 能量低于定义的阈值。

能量低于定义的阈值　　　　• •忽略忽略NS￿group内的光源和探测器；内的光源和探测器；　　　　• •进入进入NS￿group的光线的特性，由序列性的系统数据，如视场位置的光线的特性，由序列性的系统数据，如视场位置和瞳的大小等决定和瞳的大小等决定15zemax培训教程课件NSC￿with￿ports￿systemNSC￿with￿ports￿system例子例子16zemax培训教程课件Ray￿TracingRay￿Tracing的的3 3种方式（种方式（III III））（（3））￿Purely Non-sequential(aka NSC without port)(aka NSC without port)　　• •所有所有objectobject都是都是3 3D shell or solidsD shell or solids；；　　• •每个每个objectobject都在一个空间坐标系中定义了其特性；都在一个空间坐标系中定义了其特性；　　• •需要定义光源的发光特性和位置，定义需要定义光源的发光特性和位置，定义detectordetector收集光线；收集光线；　　• •光线一直追迹，直到它遇到下列情况才终止：光线一直追迹，直到它遇到下列情况才终止：　　　　　　 Nothing，，　　　　　　 能量低于定义的阈值。

能量低于定义的阈值　　• •计算时光学元件的相对位置由空间坐标确定；对同一元件，可同计算时光学元件的相对位置由空间坐标确定；对同一元件，可同时进行穿透、反射、吸收及散射的特性计算；时进行穿透、反射、吸收及散射的特性计算；　　• •无法作优化及公差分析；无法作优化及公差分析；这种情况下，可以对光线进行分光，散射，衍射，反射，折射这种情况下，可以对光线进行分光，散射，衍射，反射，折射17zemax培训教程课件NSC￿without￿ports￿systemSC￿without￿ports￿system例子例子18zemax培训教程课件ZEMAXZEMAX用户界面用户界面19zemax培训教程课件ZEMAXZEMAX用户界面类型用户界面类型ZEMAX有有4种主要类型的用户界面：种主要类型的用户界面：•Editors:定义和编辑光学面和其他数据；定义和编辑光学面和其他数据；•Graphic￿windows：：显示图形数据；显示图形数据；•Text￿windows：：显示文本数据；显示文本数据；•Dialog￿boxes：：编辑和回顾其他窗口或系统的数据，或编辑和回顾其他窗口或系统的数据，或者报告错误信息等。

者报告错误信息等20zemax培训教程课件ZEMAX￿EditorsZEMAX￿Editors界面界面有很多种：有很多种：•Lens￿data￿editor:￿基本的基本的lens￿data，，包括包括surface￿type,￿radius,￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿thickness,￿glass,etc.•Merit￿function￿editor:￿优化时，定义和编辑优化时，定义和编辑merit￿function；；•Multi-Configuration￿editor：：为变焦镜头和其它多重结构系统定为变焦镜头和其它多重结构系统定￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿义多重结构参数；义多重结构参数；•Tolerance￿Data￿editor：：定义和编辑公差数据；定义和编辑公差数据；•Extra￿Data￿editor:￿需要很多参数的需要很多参数的surface￿data的扩展；的扩展；•Non-sequential￿component￿editor:￿定义和编辑定义和编辑NSC￿sources,￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿objects,￿detectors。

21zemax培训教程课件ZEMAX￿Editors22zemax培训教程课件Graphic￿and￿Text￿Graphic￿and￿Text￿界面界面•有些功能（如有些功能（如layout））只支持图形，有些只支持文本只支持图形，有些只支持文本（如（如Seidel像差系数），有的都支持（如像差系数），有的都支持（如fan￿plot）；）；•如果二者都支持，一般先给出图形输出，如果需要显示如果二者都支持，一般先给出图形输出，如果需要显示text的内容，需要点一下菜单栏中的的内容，需要点一下菜单栏中的“Text”；；23zemax培训教程课件Graphic￿and￿TextGraphic￿and￿Text￿windows￿windows例子例子大部分图形窗口都提供文本信息大部分图形窗口都提供文本信息24zemax培训教程课件Graphic￿and￿TextGraphic￿and￿Text￿windows￿windows例子例子点点Text菜单栏，可以看到图形窗口中的文本信息菜单栏，可以看到图形窗口中的文本信息25zemax培训教程课件GraphicsGraphics￿windows￿windows菜单功能菜单功能　　Update：：更新窗口中的数据；更新窗口中的数据；　　Setting：：设置窗口的属性；设置窗口的属性；　　Print：：打印窗口的内容；打印窗口的内容；　　Windows：：•Annotate：：往图形上加往图形上加lines,boxes,text；；•Copy￿clipboard:￿将内容拷贝到剪切板中；将内容拷贝到剪切板中；•Export:￿将内容转换为将内容转换为WMF，，EMF，，JPG，，BMP文件保存；文件保存；•Lock:￿锁定窗口；锁定窗口；•Clone:￿Clone窗口；窗口；•Aspect￿ratio:￿设置窗口的长宽比；设置窗口的长宽比；•Active￿cursor:￿对图形窗口显示鼠标所指位置的数据；对图形窗口显示鼠标所指位置的数据；•Configuration:￿选择要显示哪个结构的数据；选择要显示哪个结构的数据；•Overlay：：不同图形重叠显示；不同图形重叠显示；26zemax培训教程课件Text￿windowsText￿windows菜单功能菜单功能Text:￿产生图形所对应的文本数据；产生图形所对应的文本数据；Zoom:￿对图形放大和缩小控制对图形放大和缩小控制Update:￿更新窗口中的数据；更新窗口中的数据；Setting：：设置窗口的属性；设置窗口的属性；　　Print：：打印窗口的内容；打印窗口的内容；Windows:•Copy￿clipboard:将内容拷贝到剪切板中；将内容拷贝到剪切板中；•Save:￿保存保存ASCII￿TXT文件；文件；•Lock:锁定窗口；锁定窗口；•Clone:Clone窗口；窗口；•Configuration:选择要显示哪个结构的数据；选择要显示哪个结构的数据；27zemax培训教程课件Dialog￿boxesDialog￿boxes　　　　ZEMAX的大部分图形和文本窗口都包含有设置对话框。

的大部分图形和文本窗口都包含有设置对话框28zemax培训教程课件数据输出数据输出￿输出到到剪贴板，可以再到其它输出到到剪贴板，可以再到其它windows应用程序，如应用程序，如Excel等；等；￿输出到输出到CAD程序：支持程序：支持DXF，，IGES，，STEP，，SAT格式DXF：：•因为不是标准格式，对其支持比较差一些；因为不是标准格式，对其支持比较差一些；•只有在只有在wireframe的设定中才支持的设定中才支持IGES，，STEP，，SAT：：•真正的标准；真正的标准；•可以输出可以输出3D￿solids；；•可以输出为可以输出为lines;•在在Tool菜单栏中菜单栏中29zemax培训教程课件Session￿fileSession￿file的概念的概念•Session￿file ：：在保存文件时，如果选择在保存文件时，如果选择Session￿file，，则它包括则它包括lens￿file,￿￿所有图形和文本窗口，所有图形和文本窗口，editors,它们在屏幕上的大小和位置，及每个窗口的设置它们在屏幕上的大小和位置，及每个窗口的设置此时，除了一个此时，除了一个ZMX文件以外，还有一个文件以外，还有一个SES文件。

文件30zemax培训教程课件Lens￿DataLens￿Data31zemax培训教程课件Lens￿dataLens￿data的组成的组成Sequential￿lens￿data-Surface￿data:•面的序号面的序号;•每个面的相关结构数据每个面的相关结构数据;•光学系统的孔径光学系统的孔径;•波长波长;•视场进行优化时进行优化时,还需要：还需要：•变量变量;•优化函数优化函数For￿NSC￿without￿port￿system,还需要：还需要：•所有所有object的结构参数和位置参数的结构参数和位置参数;•所有所有source和和detector的特性参数和位置参数的特性参数和位置参数;•波长32zemax培训教程课件Surface￿dataSurface￿data的组成的组成•The￿radius￿of￿curvature:￿面的曲率半径，根据符号规则确定符面的曲率半径，根据符号规则确定符号；号；•The￿thickness￿of￿the￿surface:￿到下个面的相对距离，满足符号到下个面的相对距离，满足符号规则（用规则（用local坐标系）；坐标系）；•The￿glass￿type￿of￿the￿surface:￿可以直接输入玻璃的名称，也可可以直接输入玻璃的名称，也可以输入折射率和色散系数（如果是空气，则为空格）；以输入折射率和色散系数（如果是空气，则为空格）；•The￿semi-diameter￿of￿the￿surface(optional)：：面的孔径；面的孔径；•Other￿data（（parameter￿or￿extra￿data））:￿描述面形的参数。

描述面形的参数33zemax培训教程课件Surface￿dataSurface￿data的符号规则的符号规则•镜头数据（镜头数据（Lens DataLens Data）：曲率半径、厚度、材质和其他参数曲率半径、厚度、材质和其他参数各量符号规定：各量符号规定：•ThicknessThickness：：从左到右距离为正，否则为负从左到右距离为正，否则为负 —+—+—34zemax培训教程课件Surface￿TypeSurface￿Type（（1 1）提供了近）提供了近6060种的光学曲面面形，主要类型有：种的光学曲面面形，主要类型有：平面、球面、标准二次曲面、非球面、光锥面、轮胎面、折射率平面、球面、标准二次曲面、非球面、光锥面、轮胎面、折射率渐变面、二元光学面、光栅渐变面、二元光学面、光栅( (固定周期和变周期固定周期和变周期) )、全息衍射元件、全息衍射元件、、Fresnel透镜、波带片等透镜、波带片等2 2）还提供了）还提供了User￿Defined￿Surface用户只需要按照它的语法规定，用用户只需要按照它的语法规定，用C++C++语言编写语言编写DLLDLL文件与文件与ZEMAXZEMAX相相连接就可以建立自己需要的面形。

连接就可以建立自己需要的面形35zemax培训教程课件The￿system￿apertureThe￿system￿aperture•它是很重要的一个参数，决定入瞳的大小，它决定光学系统在物它是很重要的一个参数，决定入瞳的大小，它决定光学系统在物空间收集多少光线空间收集多少光线36zemax培训教程课件System￿aperture￿types• •Entrance￿Pupil￿Diameter(EPD):￿直接指定入瞳的大小；直接指定入瞳的大小；• •Image￿Space￿F/#:￿无限共轭像空间近轴无限共轭像空间近轴F F数（数（f/D,只用于物距无穷远）；只用于物距无穷远）；• •Object￿Space￿Numerical￿Aperture：：物空间边缘光线的数值孔径物空间边缘光线的数值孔径nsinθ（（物在有限远处物在有限远处, ,保持保持N.A.N.A.为常数）；为常数）；• •Float￿by￿Size：：EPD的大小的大小由光栏的半径决定；由光栏的半径决定；• •Paraxial￿working￿F/#:像空间中定义的共轭近轴像空间中定义的共轭近轴1/2ntan1/2ntan ，，忽略像忽略像差差；；• •Object￿Cone￿Angle: :物空间边缘光线的半角，最大可以达到物空间边缘光线的半角，最大可以达到9090度（物度（物在有限远）。

在有限远）37zemax培训教程课件Field￿pointsField￿pointsZEMAX常常用点光源定义视场或物的大小：常常用点光源定义视场或物的大小：•定义了点光源以后，可以建立扩展光源的模型；定义了点光源以后，可以建立扩展光源的模型；•对每个系统最多可以定义对每个系统最多可以定义12个视场点个视场点ZEMAX支持支持4种不同视场形式：种不同视场形式：•Field￿angle:投影到入瞳上投影到入瞳上XZ和和YZ平面上时，主光线与平面上时，主光线与Z轴的夹轴的夹角大多用在无限共轭系统大多用在无限共轭系统•Object￿height:物面上物面上X，，Y高度大多用在有限共轭系统注：高度大多用在有限共轭系统注：如果物面为曲面，则如果物面为曲面，则X，，Y坐标包含坐标包含Z坐标）坐标）•Paraxial￿Image￿height:像面上的近轴像高用于需要固定像的像面上的近轴像高用于需要固定像的大小的设计中只用于近轴光学系统中）大小的设计中只用于近轴光学系统中）•Real￿image￿height:像面上实际像高用于需要固定像面上实际像高用于需要固定frame￿size的设计中（如的设计中（如camera￿lenses）。

38zemax培训教程课件Field￿pointsField￿points示例示例39zemax培训教程课件WavelengthsWavelengths•ZEMAX对每个系统最多允许定义对每个系统最多允许定义12个波长并且必须指定主波个波长并且必须指定主波长，根据不同波长的重要性，权重可以不同长，根据不同波长的重要性，权重可以不同•波长的单位为微米波长的单位为微米40zemax培训教程课件Variable￿parametersVariable￿parameters•在进行优化设计时，需要设置变量，在进行优化设计时，需要设置变量，ZEMAX会调整会调整这些变量，以找到最佳设计结果这些变量，以找到最佳设计结果•变量可以是任何量，包括变量可以是任何量，包括radii,￿thicknesses,￿indices,￿V￿numbers,￿partial￿dispersions,￿conic￿constants,￿tilt￿angles,￿甚至甚至fields￿and￿wavelengths41zemax培训教程课件Merit￿functionsMerit￿functions•优化函数是用来定义优化控制目标项目。

它包括设计优化函数是用来定义优化控制目标项目它包括设计目标，边界条件和计算结果的总结目标，边界条件和计算结果的总结•在优化过程中，用在优化过程中，用merit￿function的值来评价一个系统的值来评价一个系统的优劣•Merit￿function由由optimization￿operands组成，组成，ZEMAX提供了提供了200多个这样的操作数，涵盖了各种目多个这样的操作数，涵盖了各种目标控制条件标控制条件42zemax培训教程课件TolerancingTolerancing（（公差分析）公差分析）•ZEMAX可以对光学面的参数和群组的参数进行公差分析它提供可以对光学面的参数和群组的参数进行公差分析它提供了二种公差分析模式：了二种公差分析模式：•(1)sensitivity（灵敏度）：给定结构参数的公差范围，计算评（灵敏度）：给定结构参数的公差范围，计算评价标准的影响，价标准的影响，•(2)inverse￿sensitivity￿（反向灵敏度）（反向灵敏度）￿：：给出评价标准量的允许给出评价标准量的允许变化范围，反算出结构参数的公差变化范围，反算出结构参数的公差43zemax培训教程课件结果报告结果报告可以给出各种数据的结果报告，可以是图形、曲线或表格的形式：可以给出各种数据的结果报告，可以是图形、曲线或表格的形式：(1)surface￿data(2)system￿data(3)prescription￿data(4)report￿graphic•可以输出零件图、固体图可以输出零件图、固体图￿￿￿￿￿或网格图。

或网格图•可以输出可以输出SAT/STEP/IGES￿￿￿￿￿等文件格式等文件格式44zemax培训教程课件其其￿ ￿他他•包含有很多公司的玻璃材料库，包含有很多公司的玻璃材料库，•可以进行镀膜分析，可以编辑薄膜，可以进行镀膜分析，可以编辑薄膜，•可以进行热分析，可以进行热分析，•可以进行偏振光计算，可以进行偏振光计算，•可以进行物理光学分析和计算，可以进行物理光学分析和计算，•可以进行样板比对可以进行样板比对45zemax培训教程课件SolvesSolves46zemax培训教程课件What￿are￿solves?What￿are￿solves?•Solves￿是是ZEMAX中可以主动调整特定值的功能中可以主动调整特定值的功能•可以为可以为 curvatures（曲率）（曲率）, thicknesses（厚度）（厚度）, glasses（玻璃）（玻璃）, semi-diameters（口径）（口径）, 和和 parameters等参数指等参数指定定solve• Solves的设置，只需要在希望放置的设置，只需要在希望放置solve功能功能的栏中点右键或双击左键就可以了的栏中点右键或双击左键就可以了。

47zemax培训教程课件AnalysisAnalysis像质评价与分析像质评价与分析48zemax培训教程课件像质评价与分析像质评价与分析※￿ZEMAX提供了丰富的像质评价指标，评价小像差系统的波像差、提供了丰富的像质评价指标，评价小像差系统的波像差、圆内能量集中度；评价大像差系统的点列图、弥散圆；圆内能量集中度；评价大像差系统的点列图、弥散圆；MTF、、PSF; ;几何像差评价方法几何像差评价方法※可以给出可以给出Seidel和和ZERNIKE像差系数像差系数※可以进行扩展光源的分析可以进行扩展光源的分析※像质评价结果表现形式多种多样，既有各种直观的图形表示方法，像质评价结果表现形式多种多样，既有各种直观的图形表示方法，也有详细的数据报表也有详细的数据报表49zemax培训教程课件像质评价报告结果示例像质评价报告结果示例50zemax培训教程课件像质评价指标像质评价指标※Fans(扇形图，垂轴几何像差等扇形图，垂轴几何像差等)※Spot￿Diagram(几何点列图，弥散斑几何点列图，弥散斑)※MTF（（调制传递函数）调制传递函数）※PSF（（点扩展函数）点扩展函数）※Wavefront(波像差波像差)※能量分析能量分析※Miscellaneous(杂项，几何像差杂项，几何像差)※像差系数像差系数※扩展光源分析扩展光源分析51zemax培训教程课件Optimization￿（最优化）52zemax培训教程课件　　OptimizationOptimization概述概述•￿optimization是是ZEMAX最重要的功能之一。

最重要的功能之一•￿optimization是通过改变光学系统中的结构参数（变量）的值，是通过改变光学系统中的结构参数（变量）的值，提高系统的成像质量提高系统的成像质量￿这些变量可以是这些变量可以是￿surface￿curvatures,￿element￿and￿air-space￿thicknesses,￿tilt￿angles,￿etc.￿•用用Operands（操作数）定义（操作数）定义Merit￿function，，通过比较给定光学通过比较给定光学系统和满足所有设计要求的系统的系统和满足所有设计要求的系统的MF值，来评价系统的好坏值，来评价系统的好坏•一般用迭代（一般用迭代（iterative））的方法的方法,￿为变量选定一个起始点和一种优为变量选定一个起始点和一种优化算法，迭代地改变变量的值，以找出最小的化算法，迭代地改变变量的值，以找出最小的MF值值53zemax培训教程课件班级上机顺序班级上机顺序地点：地点：￿ ￿学院计算机机房学院计算机机房要求：要求：￿ ￿各位同学按照学号顺序固定计算机位置，各位同学按照学号顺序固定计算机位置，￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿￿不得随意更换。

不得随意更换周四周四周五周五周六周六周日周日周四周四周五周五上午上午8 8：：3030～～一班一班二班一班三班二班下午下午2 2：：3030～～二班三班三班二班一班三班54zemax培训教程课件。