zemax实例5
zemax光谱仪设计实例
zemax光谱仪设计实例Zemax是一款非常强大的光学设计软件，广泛应用于光学系统的设计和分析。
以下是一个使用Zemax设计光谱仪的实例：1. 首先，打开Zemax软件，创建一个新的光学设计文件。
2. 在Zemax的Optics Tab中，选择Wavefronts > Define Source来定义光源。
根据需要选择光源的类型（如点源、线源等），并设置其位置和大小。
3. 在Geometry Tab中，添加反射镜和面镜。
反射镜用于收集光线，面镜用于改变光线的路径。
使用Zemax的Curvature工具来定义反射镜的形状，使用Plane 工具来定义面镜。
4. 在System Tab中，添加光谱仪。
光谱仪是一个探测器，用于测量光线的波长。
在Zemax中，光谱仪通常用一个探测器模型来表示。
5. 在Optics Tab中，选择Optics > Assemble系统来组装光学系统。
这将使得光线从光源发出，经过反射镜和面镜的反射和折射，最后被光谱仪探测到。
6. 在Results Tab中，选择Simulation > Analyze来分析光学系统。
这将计算光线的传播路径，包括反射、折射、干涉等，并显示在Optics Data Tab中。
7. 在Optics Data Tab中，可以查看光线的波前图、光线图、能流图等，以评估光学系统的性能。
例如，可以查看光线的聚焦情况，以评估反射镜的面形精度。
8. 在Results Tab中，选择Simulation > Propagate来传播光线。
这将模拟光线在整个光学系统的传播过程，并显示在Optics Data Tab中。
9. 在Optics Data Tab中，可以查看光线的传播路径，以评估光学系统的性能。
例如，可以查看光线的聚焦情况，以评估反射镜的面形精度。
10. 根据分析结果，可以调整反射镜和面镜的位置和形状，以优化光学系统的性能。
可以使用Zemax的Optimize工具来自动优化光学系统。
使用ZEMAX设计的典型实例分析
使用ZEMAX于设计、优化、公差和分析武汉光迅科技股份有限公司宋家军（QQ：41258981）转载并修改摘要光学设计软件ZEMAX的功能讨论可藉由使用ZEMAX去设计和分析一个投影系统来讨论，包括使用透镜数组(lenslet arrays) 来建构聚光镜(condenser)。
简介ZEMAX以非序列性(non-sequential) 分析工具来结合序列性(sequential) 描光程序的传统功能，且为一套能够研究所有表面的光学设计和分析的整合性软件包，并具有研究成像和非成像系统中的杂散光(stray light) 和鬼影(ghosting) 的能力，从简单的绘图(Layout)一直到优化（optimization）和公差分析（tolerance analysis）皆可达成。
根据过去的经验，对于光学系统的端对端（end to end）分析往往是需要两种不同的设计和分析工具。
一套序列性描光软件，可用于设计、优化和公差分析，而一套非序列性或未受限制的(unconstrained) 描光软件，可用来分析杂散光、鬼影和一般的非成像系统，包括照明系统。
“序列性描光程序”这个名词是与定义一个光学系统为一连串表面的工具有关。
所有的光线打到光学系统之后，会依序的从一个表面到另一个表面穿过这个系统。
在定义的顺序上，所有的光线一定会相交到所有的表面，否则光路将终止。
光线不会跳过任何中间的表面，且光线只能打在每一个已定义的表面一次。
若实际光线路径交到一个表面上超过一次，如使用在二次描光(double pass) 中的组件，必须在序列性列表中，再定义超过一次的表面参数。
大部份成像光学系统，如照相机镜头、望远镜和显微镜，可在序列性模式中完整定义。
对于这些系统，序列性描光具有许多优点：非常快、非常弹性和非常普遍。
几乎任何形状的光学表面和材质特性皆可建构。
在成像系统中，序列性描光最重要的优点为使用简单且高精确的方法来做优化和分析。
zemax多重结构设计实例
zemax多重结构设计实例
Zemax是一种用于光学设计和仿真的软件工具，它可以用于设计多重结构。
以下是一个关于Zemax多重结构设计的实例：
假设我们要设计一个具有复杂光学要求的摄像头系统。
我们需要一个包含多个透镜元件的光学系统，以实现对焦、变焦和折射等功能。
在Zemax中，我们可以通过多种方法来设计这样的系统。
首先，我们可以使用Zemax的元件库来选择合适的透镜元件，例如球面透镜、非球面透镜等。
然后，我们可以使用Zemax的建模工具来排列这些透镜元件，以构建一个复杂的多重结构光学系统。
在设计过程中，我们可以利用Zemax的分析工具来优化系统的性能，例如使用光线追迹来模拟光线在系统中的传播路径，以及使用波前分析来评估系统的像差和光学质量等指标。
另外，Zemax还提供了丰富的数据输出和可视化工具，可以帮助我们对设计的多重结构进行全面的分析和评估。
我们可以查看光斑图、点扩散函数等图像，以及导出系统的性能数据进行进一步的处理和分析。
总之，Zemax可以帮助我们设计复杂的多重结构光学系统，通过其丰富的建模、分析和可视化工具，我们可以全面地了解系统的性能，并进行优化和改进。
这样的设计实例可以应用于各种领域，如摄像头、望远镜、显微镜等光学系统的设计与优化。
Zemax光学设计
应用光学谭峭峰tanqf@清华大学精密仪器系光电工程研究所Zemax光学设计商用光学软件：Zemax, Oslo, Code V (成像)TracePro, ASAP, LightTools(照明)FRED, Virtual Lab等Zemax是一套综合性的光学设计仿真软件，它将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表整合在一起。
Zemax不只是透镜设计软件而已，更是全功能的光学设计分析软件，具有直观、功能强大、灵活、快速、容易使用等优点。
可仿真Sequential 和Non-Sequential 的成像系统和非成像系统。
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。
抛物面镜1抛物面镜2棱镜中阶梯光栅二维色散像面入射孔高分辨率中阶梯交叉色散光路Zemax不能教你如何去进行镜头或光学系统的设计。
Zemax程序在进行光学系统的设计和分析的时候，可以做许多事情，但是设计者仍然是你。
Zemax不能完全代替工程实践。
在一个设计完成之前，必须对软件所得的计算结果进行检查，以判断结果是否合理。
设计实例一：单透镜设计参数要求：F/#＝4，f′=100mm，可见光，材料：BK7确定单位确定口径确定波长确定视场镜头数据编辑初始界面初步设计，注意符号规则全面反映细光束和宽光束的成像质量。
以光线在理想像面的交点和主光线在理想像面上交点间的距离，可以看出理想像面上像的最大弥散范围。
像面到光线与光轴交点之间的距离，仅用于旋转对称系统。
由于像差很大，传函计算结果不可信。
优化设置变量设置评价函数设计实例二：双胶合透镜设计参数要求：F/#＝4，f′=100mm，可见光，材料：BK7和SF1优化策略建议在设计的初期，优化时不需要追迹所有的视场和波长以节省计算时间。
使用视场点平衡（选择合适的视场点数目，划分为等面积的圆环，小视场：0和1；中视场：0、0.7和1；大视场：0，0.577，0.816和1）。
zemax光学设计案例
zemax光学设计案例
Zemax光学设计案例。
在光学设计领域，Zemax是一个非常优秀的光学设计软件，它能够帮助工程师
们进行光学系统的设计、优化和分析。
下面，我们将介绍一个使用Zemax进行光
学设计的案例，以便更好地了解Zemax软件的应用和优势。
在这个案例中，我们需要设计一个具有特定光学性能的摄像头透镜系统。
首先，我们需要明确设计要求和约束条件，然后利用Zemax软件进行光学系统的建模和
优化。
在建模过程中，我们需要考虑透镜的曲率、厚度、材料等参数，同时还需要考虑系统的光路布局、光学元件的位置和角度等因素。
利用Zemax的光学设计工具，我们可以对透镜系统进行快速而准确的建模和分析。
通过Zemax的光学优化算法，我们可以对系统的光学性能进行优化，以满足
设计要求。
同时，Zemax还提供了丰富的光学分析工具，可以对系统的像差、光学传递函数、热像模拟等进行全面的分析和评估。
在这个案例中，我们利用Zemax软件成功设计出了一个具有优秀光学性能的摄像头透镜系统。
通过对系统的建模、优化和分析，我们实现了对系统光学性能的精确控制和调节，最终达到了设计要求。
这充分展示了Zemax软件在光学设计领域
的强大功能和广泛应用价值。
总的来说，Zemax是一款非常优秀的光学设计软件，它能够帮助工程师们实现
复杂光学系统的设计、优化和分析。
通过这个案例，我们可以更好地了解Zemax
软件的应用和优势，相信在未来的光学设计工作中，Zemax将会发挥越来越重要的作用，为光学工程领域的发展做出更大的贡献。
zemax光学设计例子
在光学设计中，Zemax是一款非常受欢迎的软件，它提供了强大的工具和功能，可以帮助设计师轻松地完成各种光学设计任务。
本文将通过一个具体的例子，向大家展示如何使用Zemax进行光学设计。
一、设计背景我们假设需要设计一款望远镜，需要观察远处的星空。
望远镜的主要性能指标包括放大倍率、像差和亮度。
我们需要通过Zemax软件，找到最佳的光学系统方案，以达到最佳的观察效果。
二、设计步骤1.建立基本光学系统模型：在Zemax中，我们需要建立一个基本的光学系统模型，包括望远镜的主镜和次镜。
可以通过手动输入镜片数据或者使用预设的镜片库来建立模型。
2.调整参数：在Zemax中，我们可以调整各种参数来优化望远镜的性能。
例如，可以通过调整放大倍率和亮度参数来找到最佳的观察效果。
3.检测像差：在调整参数后，我们需要检测望远镜的像差。
Zemax 提供了强大的像差检测功能，可以帮助我们找到镜片上的缺陷和误差。
4.优化镜片：根据检测结果，我们可以对镜片进行优化。
可以通过添加或删除镜片、调整镜片位置和角度等方式来改善望远镜的性能。
5.模拟观察：在完成镜片优化后，我们可以模拟观察望远镜的成像效果。
可以通过调整望远镜的焦距和观察角度来查看不同情况下的成像效果。
6.调整和优化：根据模拟观察结果，我们可以再次调整和优化望远镜的设计。
直到达到满意的观察效果为止。
三、设计结果经过一系列的设计和优化步骤，我们得到了一个满意的光学设计方案。
该方案包括两片反射镜，放大倍率为10倍，像差在可接受范围内，亮度较高。
通过Zemax模拟观察，成像效果清晰、稳定，符合我们的预期。
四、总结通过这个具体的例子，我们展示了如何使用Zemax进行光学设计。
虽然只是一个简单的望远镜设计，但是它涵盖了光学设计的基本步骤和技巧。
在实际应用中，光学设计需要考虑的因素很多，例如环境因素、成本预算、材料选择等。
Zemax提供了丰富的工具和功能，可以帮助设计师轻松应对各种挑战。
ZEMAX单透镜设计例子详细(多图)
ZEMAX单透镜设计例子详细(多图)ZEMAX单透镜设计例子，单透镜是最简单的透镜系统了，这个例子基本是很多ZEMAX教程开头都会讲的。
1-1 单透镜这个例子是学习如何在ZEMAX里键入资料，包括设罝系统孔径(System Aperture)、透镜单位(Lens Units)、以及波长范围(Wavelength Range)，并且进行优化。
你也将使用到光线扇形图(Ray Fan Plots)、弥散斑(Spot Diagrams)以及其它的分析工具来评估系统性能。
这例子是一个焦距100 mm、F/4的单透镜镜头，材料为BK7，并且使用轴上(On-Axis)的可见光进行分析。
首先在运行系统中开启ZEMAX，默认的xx视窗为透镜资料xx器(Lens Data Editor, LDE)，在LDE可键入大多数的透镜参数，这些设罝的参数包括：表面类型(Surf：Type)如标准球面、非球面、衍射光栅…等曲率半径(Radius of Curvature)表面厚度(Thickness)：与下一个表面之间的距离材料类型(Glass)如玻璃、空气、塑胶…等：与下一个表面之间的材料表面半高(Semi-Diameter)：决定透镜表面的尺寸大小上面几项是较常使用的参数，而在LDE后面的参数将搭配特殊的表面类型有不同的参数涵义。
1-2 设罝系统孔径首先设罝系统孔径以及透镜单位，这两者的设罝皆在按钮列中的「GEN」按钮里。
点击「GEN」或透过菜单的System->General来开启General的对话框。
点击孔径标签(Aperture Tab)。
因为我们要建立一个焦距100 mm、F/4的单透镜。
所以需要直径为25 mm的入瞳(Entrance Pupil)，因此设罝：Aperture Type：Entrance Pupil Diameter Aperture Value：25 mm点击单位标签(Units Tab)，并确认透镜单位为Millimeters。
zemax衍射波导案例
Zemax中的衍射波导案例研究
随着光学工程的发展，衍射波导技术已经成为了光通信、光学传感和显示等领域
的关键技术之一。
在Zemax中，可以使用光线追迹和模式分析功能对衍射波导进行模拟和设计。
下面将通过一个简单的案例研究来介绍如何在Zemax中进行衍射波导的设计和分析。
假设我们想要设计一个基于多模干涉（MMI）的衍射波导，用于实现光束的准直和聚焦。
首先，我们需要创建一个MMI波导结构，并在Zemax中定义输入和输出波导面。
然后，我们可以使用Zemax的光线追迹功能来模拟光在波导中的传播过程。
在光线追迹过程中，我们需要设置光源的波长和功率，并观察光在波导中的传播行为。
我们可以通过改变波导的结构参数，例如宽度、厚度和折射率等，来优化
波导的性能。
同时，我们还可以使用Zemax的模式分析功能来研究波导中的模式分布和传播常数等参数。
通过这些模拟和分析，我们可以确定最佳的波导结构参数，并评估波导的性能。
最后，我们可以将设计结果导出到其他光学软件中进行进一步的分析和优化。
总之，Zemax是一个强大的光学设计和模拟软件，可以用于衍射波导的设计和分析。
通过使用Zemax的光线追迹和模式分析功能，我们可以快速地优化波导结构并评估其性能。
这有助于提高光学系统的性能并降低制造成本。
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课程5：多重结构配置的激光束扩大器
先运行ZEMAX，插入几个面，并给它们设好变量，知道你的镜片数据编辑器看上去如下表所示。
注意“Glass”列右边的好几列才是“Focal Length”列。
表头“Focal Length”只在你将表面类型从“Standard”改变为“Paraxial”后才会显示。
不是所有的列都会清楚地显示出来。
注意近轴镜片的使用是为了有平行光能到焦点。
将厚度和焦距都设为25.00，并把入瞳直径设为100（“系统---通用配置---光圈类型（入瞳直径）---光圈数值100”），波长（一个）设为1.053微米，不要输入任何其他的波长。
镜片厚度是任意设定的，但要符合我们的目标。
250mm是由第3条要求得来的。
现在选“Editors”，“Merit Function（优化函数）”，评价函数应该是空的，只显示一个“BLNK”（即Blank，意思是未被使用）操作数。
在第一行，将操作数类型改为“REAY”，这个真实的Y约束将会被用来控制所要求的5:1的光束压缩比。
为“Surf”输入5（这是我们所要控制光高的面），为“Py”输入1.00，在再输入一个目标值10，这会给我们一个20mm直径的平行输出光束。
在“Weight”中输入一个1.0的值，再选“Tools”，“Update”，你将会看到在Value列里出现一个50的值。
这只是入瞳的半径，因为我们在这一点上只有平行平板。
现在从Editor菜单条中选“Tools---Default Merit Function(默认评价函数)----Reset”，将Start（开始在）域的值改为2，再单击OK。
这会使操作数从电子表格的第2行开始添加，以便保护已输入的REAY操作数不被遗失。
现在从主菜单条选“Tools，优化---优化，自动更新，自动，OK”。
当优化完成后，单击Exit。
再从主菜单选“Analysis（分析）---Fans（特性曲线）---Optical Path（光路）”，你将会看到如图E5-1所示的OPD图。
大约有10个波长的波差，性能较差。
主要像差是球差（ZEMAX已加入了离焦作为补偿），幸运的是，我们有一种非常有效的排除球形的方法。
移动光标至第一面的圆锥系数列(conic)，键入Ctrl-Z使之成为一个变量。
返回到优化工具单击Automatic，评价函数会显著下降。
现在单击Exit，更新OPD图，由于引入了一个合理的圆锥系数很容易地使系统性能达到了衍射极限。
在三个曲率半径和圆锥系数的每一格中键入Ctrl-Z 以消除变化。
在我们深入进行之前，先选File，Save As保存文件，为镜片输入名字：MC1.ZMX，单击OK。
在接下来的步骤中，如果出错，你也可以再将它打开。
确认你已将3个曲率和锥形上的变化除去。
选System，Wavelengths，得到波长数据对话框，将波长从1.053改为0.6328，单击OK，再次更新OPD 图。
由于玻璃的色散，性能非常差。
所显示的像差明显离焦。
我们可以调整镜片间隔来改正它。
使第2面的厚度250mm为可变，然后选Tools，Optimization，选Automatic，评价函数应该会降低。
单击Exit，然后更新OPD图，系统在新的波长和共轭处有大约0.1个波长的像差。
再次键入Ctrl-Z去掉第2面的厚度变量。
我们现在将用多重结构配置功能。
从主菜单选“Editors，Multi-configuration（多重数据结构），再选Edit，Insert Config（插入结构）插入一个新的结构配置，双击第一行的第一列，从所显示的下拉框选择“操作数---WAVE”，在同样的对话框里，为“Wavelength # ”选择1，单击OK。
这使得我们可以为每一个配置定义不同的波长。
在“Config 1”下输入1.053，在“Config 2”下输入0.6328。
现在按Insert为Multi Configuration Editor 加入新的一行，在新的第“1”行的双击第一列，然后选“THIC”作为操作数，从Surface列选2，单击OK，THIC 操作数可让我们为每一个配置定义不同的厚度。
在Config 1下输入250，在Config 2下输入250。
其中的2指的是第二面，因此我们已将第二面的厚度作为多重结构配置值定义了。
键入Ctrl-Z，使结构配置“2下的第二面的厚度”成为变量。
现在返回到评价函数编辑器。
选“Tools，Default Merit Function(默认评价函数)”，在显示的对话框中，
将Start （开始）的值改为1，这会使得缺省的评价函数从第一行开始。
现在单击OK，将为多重结构配置实例重建评价函数。
现在需要将原先输入的REAY约束加入新的多配置评价函数中。
在评价函数编辑器的第一行，注意在“CFG#”列有一个写着1的CONF操作数，此操作数将当前活动的结构配置改变为1。
在这一行的下面，有3个OPDX操作数。
在CONF和第一个OPDX间，插入新的一行，将该行的操作数类型改为REAY，为“Surf ”输入5（这是我们用来控制光线高度的一面），为Py输入1.00。
输入目标值10，将会使我们得到直径为20mm的平行输出光束。
任何在CONF 1下的操作数都将被限制在此配置中。
在CONF 2下，不需要任何的操作数，因为在两个波长处都已有了5:1的光束压缩比。
现在回到镜片数据编辑器，使第1、2和4面的曲率半径为变量，就象本节开始时所述的。
再将第一面的圆锥系数也设为变量。
选Tools，Optimization到优化屏幕，注意共有5个变量被激活（3个曲率，1个锥形，一个多重结构配置厚度），现在单击Automati c，结束后单击Exit。
现在双击多配置编辑器的Config 1列头，更新OPD图，注意其特性在波长1.053处非常好。
双击Config 2列头，更新OPD图（这一次为0.6328处）。
同样也被很好地修正了。
注意多重结构配置编辑器显示的为两个波长设置的两个厚度。
键盘快捷键Ctrl-A可用来在这两个配置之间快速地切换。