zemax学习笔记(一)

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简0 发表于 2023-10-1 11:50:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
zemax操作学习笔记

一、评价函数(Merit Function)


  • 解释:光学系统如何与指定的设计目标相符的数字代表。评价函数值为0,表示当前光学系统完全满足设计目标要求。评价函数值愈小,表示愈接近。可定义为设计目标像差值与当前系统像差值之差的平方和,结合权因子构成。
  • 功能框

zemax学习笔记(一)-1.jpg

  • 使用方法
  • 优化函数栏

    • 类型栏:评价方法(计算方法):

      • RMS(均方根):公式是将像差数据平方后取平均值的平方根。
      • PTV(峰谷值):在评价面上,像差的峰值和谷值之间的差距。它表示了在光学系统中最大的像差值。

    • Image Quality:具体评价方法

      • 波前(波前差):基于光学系统中相位的变化,通过分析系统中的波前形状来评估系统的像差情况。可以通过调整光学系统的参数,如曲面形状、孔径等,进行优化,使波前图像更接近理想的平面波。
      • 对比度:光学系统在成像过程中,目标物体的亮和暗区域之间的差异程度。

        • 峰值对比度(Peak Contrast):计算亮部像素的平均灰度值与暗部像素的平均灰度值之差,然后除以两者的平均值。
        • Michelson对比度(Michelson Contrast):计算亮部像素的最大灰度值与暗部像素的最小灰度值之差,然后除以两者的和。
        • RMS对比度(RMS Contrast):计算亮部像素的平方和与暗部像素的平方和之差,然后除以两者的和。

      • 点列图(弥散斑尺寸):通过在评价面上绘制像差随位置变化的图像来显示系统中的像差分布情况。
      • 角向:帮助了解光学系统在不同观测角度下的成像质量,尤其是对于宽视场的系统非常重要。

    • 参考:参考点设置(可参考质心、主光线、未参考)

  • 光瞳采样栏

    • 光瞳采样方法

      • 高斯求积:将光瞳(pupil)分割成小区域,并在每个区域中进行高斯积分来近似计算光束的传播和光学效应。通过增加采样点数和高斯积分阶数,可以提高计算和分析的精度。广泛应用于光学系统的像差分析、光斑传播和系统传输矩阵计算等方面。(适用于环形光瞳;光学系统具有对称性)

        • 环(Ring):环是光瞳上一个距离中心点固定半径的圆形区域。当设置环数为n时,可计算出2n-1阶像差(设置为3环6臂时,可计算5阶像差)
        • 臂(Arm):臂是光瞳上一个距离中心点的射线束所覆盖的区域。
        • 遮澜(Apodization):在进行高斯积分时,对光瞳上的采样点应用一种权重函数,以减弱或遮挡光瞳上的某些区域或结构。

      • 矩形阵列法:将光瞳分割成观测点的矩形网格,在每个网格点上进行光迹追踪,计算光束的传播和光学效应。(使用情况:1、当系统波前不能用像差系数表示时;2、高斯求积法不适用时;3、光学系统中包含非圆形通光孔径时)


厚度边界栏


    • 作用:定义材料(玻璃)厚度和空气厚度的限制

常见的操作数
EFFL(Effective Focal Length):有效焦距。指光学系统在实际使用中相当于具有的整体聚焦能力。值可以是     正值或负值。正值表示透镜或透镜组具有正向聚焦能力,即能将平行光线聚焦到一个实焦点。负值表示反向聚焦能力,即能将发散的光线聚焦到一个实焦点。

  • WFNO(Wavefront Number):波前数。用于标识和区分不同的波前(wavefront)。每个波前都由一个唯一的WFNO号码来表示。WFNO可以用于在Zemax的分析和优化过程中跟踪特定波前,进行波前像差计算和评估。
  • ENPD:入瞳直径。
  • TOTR(Total Track):总追迹长度。指镜头第1面(第0面为物面)到像面的距离。
  • DIST:距离的操作数。它通常用于描述光线在光学系统中的传播距离。可表示光学元件之间的距离、光路长度(评估光线传播的效果、光程差等光学特性。)、物像距离(评估成像的位置、倍率和放大率等参数。)。
  • 操作界面

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Dicballs 发表于 2023-10-1 11:51:07 | 显示全部楼层
请问Zemax哪里下载
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虎虎虎123 发表于 2023-10-1 11:51:59 | 显示全部楼层
发咯
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