Zemax 教程精品全集

zemax中文教程全.pdf 目录 第一章 绪论 1 关于本文档的说明(About this document) 1 ZEMAX能做什么?(What does ZEMAX do?) 1 ZEMAX不能做什么?(What doesn’t ZEMAX do?) 1 学习如何使用ZEMAX(Learning to use ZEMAX) 2 系统要求(System requirements) 2 多处理器计算机(Multiple processor computers) 2 安装过程(Installation procedure) 2 安装密钥(Installing the key) 2 运行ZEMAX(Running ZEMAX) 3 密钥政策(Policy on the Key) 3 支持的含义(Definition of support) 3 获得技术支持(Getting technical support) 3 错误修正政策(Policy on bug fixes) 4 第二章 用户界面 5 引言(Introduction) 5 窗口类型(Types of windows) 5 主窗口操作(Main window operations) 5 编辑窗口操 作(Editor windows operations) 6 图形窗口操作(Graphic windows operations) 7 使用注释功能(Using the annotation feature) 8 使用移动和缩放功能(Using pan and zoom) 9 文本窗口操作(Text windows oporations) 9 对话框操作(Dialog operations) 10 取消长时间的计算(Aborting long computations) 11 常用快捷键摘要(Summary of useful shortcuts) 11 使用Windows剪贴板(Using the Windows clipboard) 12 ZEMAX的文件扩展名(ZEMAX file types by extension) 13 第三章 约定和定义 15 引言(Introduction) 15 活动结构(Active configuration) 15 角放大率(Angular magnification) 15 切趾类型(Apodization) 15 后焦距(Back focal lenqth) 15 基面(Cardinal planes) 15 主光线(Chief ray) 16 坐标轴(Coordinate axes) 16 衍射极限(Diffration limited) 16 边缘厚度(Edqe thickness) 17 有效焦距(Effective focal length) 17 入瞳直径(Entrance pupil diameter) 17 入瞳位置(Entrance pupil position) 17 出瞳直径(Exit pupil diameter) 17 出瞳位置(Exit pupil position) 17 附加数据(Extra data) 18 视场角度与高度(Field angles and heiqhts) 18 光阑漂移(Float by stop size) 18 鬼像反射(Ghost reflections) 18 玻璃(Glasses) 18 六边环(Hexapolar rings) 19 像方 F/#或称F数(Image space F/#) 19 像方数值孔径(Imaqe space numerical aperture．NA) 19 透镜单位(Lens units) 19 边缘光线(Marginal ray) 19 最大视场(Maximum field) 19 非近轴系统(Non-paraxial systems) 19 非序列光线追迹(Non-sequential ray tracing) 20 归一化视场和入瞳坐标 (Normalized field and pupil coordinates) 20 物方数值孔径(Object space numerical aperture) 21 参数数据(Parameter data) 21 近轴和傍轴光线(Paraxial and parabasal rays) 21 近轴像高(Paraxial image height) 22 近轴放大率(Paraxial magnification) 22 近轴工作F/#(Paraxial working F/#) 22 主波长(Primary wavelength) 22 半径(Radii) 22 真实传播(Real propagation) 22 弧矢与子午(Sagittal and Tangential) 22 半口径(Semi-diameters) 23 序列光线追迹(Sequential ray tracing) 23 斯特利尔数(Strehl ratio) 23 表面孔径(Surface apertures) 24 系统孔径(System aperture) 24 子午面(Tangential) 24 厚度(Thickness) 24 全反射(Total internal reflection:TIR) 24 总长度(Total track) 24 渐晕系数(Vignetting factors) 25 虚传播(Virtual propagation) 26 波长数据(Wavelenqth data) 26 工作 F/#(Working F/#) 26 第四章 文件菜单 28 新建(New) 28 打开(Open) 28 保存(Save) 28 另存为(Save as) 28 使用场景文件(Use Session Files) 28 程序模式(Program Mode) 28 插入透镜(Insert Lens) 29 参数(Preferences) 29 地址(Address) 29 目录(Directories) 30 图形(Graphics) 30 杂项 (Miscellaneous) 31 编辑(Edit) 31 打印(Printing) 32 颜色(Colors) 34 按钮条(Button Bar) 34 状态条(Status Bar) 34 退出(Exit) 34 最近使过的文件(Recently used file) 34 第五章 编辑菜单 35 透镜数据(Lens Data) 35 插入或删除表面数据 (Inserting and deleting surfaces) 35 表面序号显示(The surface number display) 35 剪切、复制和粘贴表面数据(Cutting，Copying，and Pasting surface data) 36 输入表面注释(Entering surface comments) 36 输入半径数据(Entering radii data) 36 输入厚度(Entering thickness data) 36 输入玻璃数据(Entering glass data) 36 输入半口径数据(Entering semi-diameter) 36 输入二次曲面数据(Entering conic data) 36 输入参数数据 (Entering parameter data) 37 表面特性对话框(The Surface Properties dialog box) 37 表面特性类型标签(Surface Properties type tab) 37 表面特性视图标签(Surface properties draw tab) 38 表面特性性孔径标签(Surface properties aperture tab) 39 表面特性散射标签(Surface properties scattering tab) 43 表面倾斜/偏心标签(Surface tilt/decenter tab) 44 表面物理光学标签(Surface physical optics tab) 44 表面膜层标签(Surface coating tab) 44 设置和撤销解(Setting and removing solves) 45 设置和移除变量(Setting and removing variables) 45 选项菜单(Menu options) 45 编辑(Edit) 45 解(Solves) 46 选项(Options) 46 帮助(Help) 46 评价函数(Merit Function) 46 编辑(Edit) 46 工具(Tools) 47 帮助(Help) 47 多重结构(Multi-Configuration) 47 编辑 (Edit) 48 解(Solves) 48 工具(Tools) 49 公差数据(Tolerance Data) 49 编辑(Edit) 49 工具(Tools) 50 帮助(Help) 50 附加数据(Extra Data) 50 编辑(Edit) 50 解(Sloves) 50 工具(Tools) 51 帮助(Help) 51 非序列元件(Non-Sequential Components) 51 菜单选项(Menu options) 51 编辑(Edit) 51 解(Solves) 52 错误(Errors) 53 探测器(Detectors) 53 数据库(Database) 53 帮助(Help) 53 撤销，重做，和恢复(Undo，Redo，Recover) 53 撤销：无(Undo：None) 53 撤销： 一步记忆撤销(Undo：Memory 1 Step) 53 撤销：多重存盘撤销 (Undo：Disk Multi Step) 53 第六章 系统菜单 55 更新(Update) 55 更新全部(Update All) 55 通用(General) 55 孔径(Aperture) 55 单位(Units) 57 光源单位(Source Units) 57 分析单位(Analysis Units) 57 标题/注解(Title/Notes) 58 光线校准 (Ray Aiming) 58 环境(Environment) 60 偏振状态 (Polarization State) 60 文件(Files) 61 杂项(Miscellaneous) 61 非序列Non-Sequential 65 视场(Fields) 66 渐晕系数(Vignetting Factors) 66 保存及导入视场数据(Saving and loadinq field data) 67 波长(Wavelength) 67 下一结构(Next Configuration) 67 上一结构(Last Configuration) 67 第七章 分析菜单 68 引言(Introduction) 68 二维视图(Layout) 68 三维视图(3D Layout) 69 网格模型(Wireframe) 70 实体模型(Solid Model) 71 阴影模型(Shaded Model) 71 ZEMAX元件绘图(ZEMAX Element Drawing) 71 ISO元件图(ISO Element Drawing) 73 ISO 10110符号和代号摘要(Summary of ISO 10110 symbols and codes) 73 扇形图(Fans) 74 光线像差(Ray Aberration) 74 光程(Optical Path) 75 入瞳像差(Pupil Abberation) 75 点列图(Spot Diagram) 75 标准(Standard) 75 离焦(Through Focus) 77 全视场(Full Field) 77 矩阵(Matrix) 77 调制传递函数(MTF) 78 快速傅立叶变换调制传递函数(FFT MTF) 78 离焦MTF(FFT Through Focus MTF) 79 MTF表面(FFT Surface MTF) 79 FFT MTF与视场(FFT MTF vs. Field) 80 点扩散函数(PSF) 80 FFT点扩散函数(FFT PSF) 80 惠更斯点扩散函数(Huygens MTF) 82 FFT PSF横截面(Huygens PSF Cross Section) 83 几何传递函数(Geometric MTF) 84 离焦的几何MTF(Geometric Through Focus MTF) 84 波前(Wavefront) 85 波前图(Wavefront Map) 85 干涉图(Interferogram) 85 表面(Surface) 86 均方根(RMS) 87 波长与RMS(RMS vs. Wavelength) 88 离焦与RMS(RMS vs. Focus) 89 能量中心度(Encircled energy) 90 衍射(Diffraction) 90 几何(Geometric) 91 几何线性/边缘扩散(Geometric Line/Edge Spread) 92 扩展光源(Extended Source) 92 照度(Illumination) 94 相对照度(Relative Illumination) 94 渐晕图(Vignetting Plot) 94 XY方向切趾类型(Illumination XY Scan) 95 二维面照度(Illumination 2D Surface) 96 像分析(Image Analysis) 96 几何像分析(Geometric Image Analysis) 96 衍射像分析(Diffraction Image Analysis) 100 双目分析(Biocular Analysis) 103 视场(Field of View) 103 杂项(Miscellaneous) 106 像差系数(Aberration coefficients) 112 万用图表(Universal Plot) 116 计算(Calculations) 117 物理光学(Physical Optics) 118 第八章 工具菜单 125 优化(Optimization) 125 优化(Optimization) 125 全局优化(Global Search) 125 锤形优化(Hammer Optimization) 125 消除所有的变量(Remove All Variable) 125 评价函数列表(Merit Function Listing) 125 公差(Tolerancing) 126 公差列表(Tolerance Listing) 126 公差汇总表(Tolerance Summary) 126 测试板(Test Plates) 126 套样板(Test Plate Fitting) 126 样板列表(Test Plate Lists) 127 数据库(Catalogs) 128 玻璃库(Glass Catalogs) 128 玻璃比较(Glass Compare) 128 透镜库(Lens Catalogs) 128 膜层(Coatings) 129 编辑镀膜文件(Edit Coating File) 129 给所有面添加膜层(Add Coating to All Surface) 130 重新载入膜层数据(Reload Coating File) 130 镀膜列表(Coating Listing) 130 散射(Scattering) 130 ABg散射数据库(ABg Scatter Data Catalogs) 130 ABg数据的波长比例缩放(Wavelength scaling of ABg data) 130 散射函数浏览器(Scatter Funtion Viewer) 130 孔径(Apertures) 130 变半口径为圆形孔径(Convert Semi-Diameter to Circular Apertures) 130 变半口径为浮动孔径(Convert Semi-Diameter to Floating Apertures) 131 折转反射镜(Fold Mirrors) 131 添加折转反射镜(Add Fold Mirror) 131 删除折转反射镜(Delete Fold Mirror) 131 输出数据(Export Data) 132 输出IGES/SAT/STEP实体(ExportIGES/SAT/STEPSolid) 132 输出IGES线视图(Export IGESLineWork) 132 输出IGES文件(Export IGES File) 132 输出2D DXF文件(Export 2D DXF File) 133 杂项(Miscellaneous) 133 反向排列元件(Reverse Elements) 133 倾斜/偏离元件(Tilt/Decenter Element) 134 透镜缩放(Scale Lens) 134 改变焦距(Make Focal) 134 快速调焦(Quick Focus) 134 鬼像发生器(Ghost Focus generator) 135 性能测试(Performance Test) 136 锁定/撤消锁定所有的窗口(Lock/Unlock All Windows) 136 滑动器(Slider) 136 转换到 NSC组(Convert to NSC Group) 136 转化文件格式(Convert File Formats) 136 INT型泽尼克文件(INT Zernike files) 136 INT型栅格文件(INT Gri Files) 136 OptiWave *F3D files 136 第九章 报告菜单 137 引言(Introduction) 137 表面数据(Surface Data) 137 系统数据(System Data) 137 规格数据(Prescription Data) 138 图形报告(Report Graphics 4/6) 138 第十章 宏、扩展及窗口菜单 140 编辑/执行ZPL宏指令(Eidt/Run ZPL Macros) 140 更新宏指令列表(Refresh macro list) 140 宏指令名(Macro Names) 140 扩展(Extensions) 140 更新扩展列表(Refresh Extensions List) 141 扩展名称(Extension Names) 141 窗口列表(Windows) 141 第十一章 面型 142 引言(Introduction) 142 参数数据(Parameter data) 142 附加数据(Extra data) 142 表面类型综述(Summary of surface types) 143 多项式表面 151 菲涅耳表面 151 ABCD矩阵 152 另类面 152 衍射光栅表面 152 共轭面 153 倾斜表面 154 不规则表面 154 渐变折射率1表面 155 渐变折射率2表面 155 渐变折射率3表面 156 渐变折射率4表面 156 渐变折射率5表面 157 渐变折射率表面6 158 渐变折射率表面7 159 渐变折射率表面Gradium TM 159 渐变折射率表面 9 161 渐变折射率表面 10 162 泽尼克边缘矢高表面 162 第十二章 非序列元件 164 引言(Introduction) 164 NSC近轴数据及光线追迹(Paraxial data and ray tracing with NSC) 165 NSC优化(Optimization withNSC) 165 NSC光线追迹的两种方法(The two methods of using NSC ray tracing) 165 NSC物体(NSC objects) 171 第十三章 求解 216 引言(Introduction) 216 曲率：边缘光线角(Curvature: Marginal ray angle) 218 曲率：主光线角(Curvature: Chief ray angle) 218 曲率：跟随(Curvature: Pick up) 218 曲率：边缘光线法线(Curvature: Marginal ray normal) 218 曲率：主光线法线(Curvature: Chief ray normal) 218 曲率：等光程(Curvature: Aplanatic) 219 曲率：元件光焦度(Curvature: Element power) 219 曲率：面型同心(Curvature: Concentric with surface) 219 曲率：半径同心(Curvature: Concentric with radius) 219 曲率：F数(Curvature: F number) 219 厚度：边缘光线高度(Thickness: Marginal ray height) 219 厚度：主光线高度(Thickness: Chief ray height) 220 厚度：边缘厚度(Thickness: Edge thickness) 220 厚度：跟随(Thickness: Pick up) 220 厚度：光程差(Thickness: Optical path difference) 220 厚度：位置(Thickness: Position) 220 厚度：补偿器(Thickness: Compensator) 221 厚度：曲率中心(Thickness: Center of curvature) 221 玻璃：模型(Glass: Model) 221 玻璃：跟随(Glass: Pick up) 221 玻璃：替代(Glass: Substitute) 221 玻璃：偏移(Glass: Offset) 221 半口径：跟随(Semi-Diameter: Pick up) 222 半口径：最大值(Semi-Diameter: Maximum) 222 二次曲面：跟随(Conic: Pick up) 222 参数：跟随(Parameter: Pick up) 222 参数：主光线(Parameter: Chief ray) 222 使用建议(Suggestions for use) 223 第十四章 优化 224 引言(Introduction) 224 变量的选择(Selecting variables) 224 默认的评价函数的定义(Defining the default merit function) 224 优化类型的选择 225 评价函数的物理意义 226 瞳孔积分方法的选择 226 环带(Rings) 227 臂(Arms) 227 删除渐晕(Delete Vignetted) 227 设定厚度边界值(Setting thickness boundary values) 228 起始面(Start At) 228 假设轴对称(Assume Axial Symmetry) 228 忽略倍率色差(Ignore Lateral Color) 228 相对X权重(Relative X Weight) 229 有关默认评价函数的缺陷 229 评价函数的修改 229 优化操作数 230 边界操作数的理解 256 MTF操作数的使用 257 复合操作数的定义 259 玻璃选择的优化(Optimizing glass selection) 260 使用模型玻璃 260 输入玻璃的使用 261 变焦和多重结构透镜的优化 262 特殊数据的优化 262 使用IMAE操作数的优化 262 渐变折射率操作数的使用 263 用户自定义操作数 263 通过使用ZPL宏指令 264 用ZPL宏指令的优化 264 使用外部编译的程序的优化 266 使用建议 268 全局最佳方案 269 第十五章 全局优化 270 引言(Introduction) 270 ZEMAX的功能 270 全局搜索法则 271 锤形法则 272 玻璃选择的优化 273 代替玻璃的使用 273 选择玻璃的限制 273 使用建议 274 总结 275 第十六章 公差规定 276 引言(Introduction) 276 基本流程 276 第十七章 多重结构 304 引言(Introduction) 304 第十八章 玻璃库的应用 310 引言(Introduction) 310 第十九章 热分析 322 引言(Introduction) 322 第二十章 偏振分析 329 引言(Introduction) 329 第二十一章 物理光学传播 342 引言(Introduction) 342 第二十二章 ZEMAX 程序语言 348 引言(Introduction) 348 第二十三章 ZEMAX扩展 404 引言(Introduction) 404 附录一 Tutorial中文翻译(一) 433 引言(Introduction) 433 课程一：单透镜(Singlet) 433 课程二：密接双透镜(Doublet) 444 课程三：牛顿望远镜(Newtonian telescope) 449 课程四：变焦透镜设计(Zoom lens design) 457 课程五：坐标中断(Coordinate breaks) 466 课程六：公差(Tolerancing) 471 课程七：非序列元件(Non-Sequential Components) 478 课程八：物理光学传播(Physical optics propagation) 480 附录二 Tutorial中文翻译(二) 485 引言(Introduction) 485 课程一：单透镜(Singlet) 485 课程二：密接双透镜(Doublet) 490 课程三：牛顿望远镜(Newtonian telescope) 494 课程四：施密特—卡塞格林系统(Schmidt-Cassegrain) 496 课程五：多重结构激光扩束器(Multi-configuration laser beam expander) 500 课程六：折转反射镜和坐标中断(Fold mirrors and coordinate breads) 503 课程七：消色差单透镜(Achromatic singlet) 505 附录三 透镜设计的标准和考虑因素 507 附录四 ZAMAX问答 513 附录五 点列图的分析方法 515 附录六 Ray Fan分析方法 517 附录七 如何设计光学系统 518