Zemax软件设计教程幻灯片

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《Zemax教程》课件

《Zemax教程》课件
能和操作。
二次开发与定制功能
二次开发接口
Zemax提供二次开发接口,允许用户开发定制功能和插件,扩展 软件的功能范围。
定制界面和工具栏
用户可以根据自己的需求,定制界面的布局和工具栏,以及添加自 定义的工具和按钮。
集成第三方软件
通过二次开发接口,用户可以将Zemax与其他软件集成,实现数 据共享和协同工作。
《Zemax教程》 PPT课件
目录
CONTENTS
• Zemax软件简介 • Zemax基础操作教程 • Zemax光学设计实例教程 • Zemax光学仿真与性能评估 • Zemax高级功能教程 • Zemax常见问题与解决方案
01 Zemax软件简介
软件背景与发展历程
创立背景
为了解决光学设计中的复杂问题 ,Zemax软件于1997年诞生。
移动对象
使用鼠标拖动对象。
旋转对象
使用鼠标中键拖动对象。
缩放对象
使用滚轮或“+”和“-”按钮进行缩放。
文件类型与管理
.zmx
Zemax设计文件,包含光学系统的 所有信息。
.zdl
Zemax数据文件,包含光学系统的一 部分信息。
文件类型与管理
• .zpl:Zemax脚本文件,用于自动化任务。
文件类型与管理
发展历程
经过多年的研发和改进,Zemax 已经成为业界广泛认可的光学设 计软件。
软件特点与优势
01
02
03
高效性能
Zemax提供了强大的计算 引擎,能够快速进行光学 性能分析和优化。
用户友好
软件界面直观,易于学习 和操作,降低了使用门槛 。
全面功能
Zemax提供了从光学系统 设计到分析评估的完整解 决方案。

ZEMAX培训课件

ZEMAX培训课件

编辑项目
编辑项目的方法
用户可以通过zemax的菜单栏或右键菜 单选择编辑项目,也可以通过快捷键 Ctrl+E来编辑项目。
VS
编辑项目的步骤
编辑项目时,用户可以修改项目的各种参 数,如系统名称、波长、视场等,还可以 添加或删除组件、改变组件的位置和属性 等。
光线追迹的高级功能
01
02Βιβλιοθήκη 03光线分束zemax支持对多条光线进 行追迹,并可以设置每条 光线的初始状态和属性, 如能量、偏振态等。
光学材料的分类
光学材料包括透明材料和不透明材料两大类,透明材料如玻璃、水晶等,不透 明材料如金属、陶瓷等。
光学材料的属性
光学材料的属性包括折射率、透射率、反射率、色散等,这些属性对光线的传 播和出射有不同的影响。
导入和导出文件
导入文件
zemax支持导入多种类型的文件,包括.zem文件、.opt文件、.zmx文件等,用户可以通过导入功能将这些文件导 入到zemax中。
导出文件
zemax支持导出多种类型的文件,包括.zem文件、.opt文件、.zmx文件等,用户可以通过导出功能将zemax中 的文件导出到其他应用程序中。
建立新项目
新建项目的方法
用户可以通过zemax的菜单栏或右键菜单选择新建项目,也可以通过快捷键 Ctrl+N来新建项目。
新建项目的步骤
新建项目后,用户需要选择一个模板,设置项目名称、保存路径等参数,然后就 可以开始设计光学系统了。
zemax界面主要包括菜单栏、工 具栏、项目浏览器、工作区等部 分。
工具栏包括常用工具、快捷键等 。
工作区包括设计界面和仿真界面 ,可以方便地进行光学设计和仿 真分析。
02

《Zemax教程》课件

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第四章:Zemax光学系统的设计
光学系统分析与优化
解释如何使用Zemax的分析工 具,并改善系统的性能。
光学系统的布局
光学系统的调整与测试
讲解如何选择和排布光学元件, 优化系统总体性能。
介绍如何使用Zemax的仿真和 实验工具,检查和测试系统性 能。
第五章:Zemax高级功能
1
光源设置与分析
讲解如何设置和分析光源参数,并优化光学系统的表现。
第三章:Zemax光学元件的设计
1
元件库
介绍如何使用Zemax的光学元件库,
元件定制
2
Байду номын сангаас
并给出常见元件的用途。
讲解如何创建自定义光学元件,并优
化元件的性能。
3
对称元件的设计
讲解如何在Zemax中设计对称光学元
非对称元件的设计
4
件,优化其性能。
教授如何在Zemax中设计非对称光学 元件,并提高其性能。
2
材料设置与分析
教授如何更改系统中材料的属性和参数,以达到最优结果。
3
Zemax与其他软件的集成
说明如何将Zemax与其他工具(如Matlab、Python和CAD软件)进行集成,以 增强系统功能。
第六章:Zemax应用案例
透镜系统设计
介绍如何使用Zemax设计普通的透镜系统,以及如何应对一些特殊情况。
列出使用Zemax软件的一些著 名公司和研究机构。
第二章:Zemax基础
安装与启动
了解如何下载,安装和启动Zemax软件。
界面介绍
熟悉Zemax的主要功能窗口,如Editor、 Layout和Settings等。
基本操作
熟悉常用的功能按钮和命令,如新建、保存、 撤销、旋转等。

《zemax软件培训》课件

《zemax软件培训》课件
高级优化算法
Zemax提供了多种高级优化算法,如非线性优化、遗传算 法、模拟退火等。这些算法在处理复杂的光学系统优化问 题时具有更高的效率和可靠性。
性能评估与验证
在进行优化设计时,需要建立合理的性能评估指标,并对 优化结果进行实验验证,以确保设计方案的可行性和有效 性。
多光线追迹
01 02
多光线追迹概述
03
CHAPTER
Zemax软件高级应用
像差理论
像差理论概述
像差是光学系统设计和分析中的 重要概念,它描述了光线通过光 学系统后产生的各种畸变。了解 像差理论对于优化光学系统性能
至关重要。
常见像差类型
包括球差、彗差、场曲、畸变等 ,这些像差类型对成像质量的影 响各不相同,了解其产生原因和
特性是进行像差校正的基础。
像差校正方法
Zemax提供了多种像差校正方法 ,如优化算法、离散对数优化等 ,可以根据实际需求选择合适的 校正方法,以达到更好的成像效
果。
高级优化技术
多目标优化
在光学系统设计中,往往需要同时考虑多个性能指标,如 成像质量、系统尺寸、成本等。多目标优化技术可以帮助 我们在多个目标之间找到最佳的平衡点。
在Zemax中,可以通过设置多个子光线来执行多光线追迹。合理的子光
线数量和分布方式可以提高计算精度和效率。
光线追迹分析
光线追迹分析概述
光线追迹分析是评估光学系统性能的重要手段,通过模拟光线在系统中的传播过程,可以 深入了解系统的成像规律和性能特点。
光线追迹参数设置
在进行光线追迹分析时,需要合理设置参数,如光线数量、采样点数、折射率等。这些参 数的选择直接影响分析结果的准确性和可靠性。
调整光路
对光路进行调整和优化,提高光学系统的性 能和成像质量。

《Zemax光学设计软》PPT课件

《Zemax光学设计软》PPT课件
ZEMAX程序或ZEMAX文件都不能教你如何去进 行镜头或光学系统的设计。虽然,ZEMAX程序在 进行光学系统的设计和分析的时候,可以帮助你 做许多事情,但是设计者仍然是你。如果,你在 光学设计方面只有很少甚至根本就没有经验,你 就需要去熟读有关这方面的许多好书。最主要的, ZEMAX并不能完全代替工程实践。在一个设计完 成之前,必须要一个有资格的工程师对软件所得 的计算结果进行检查,以判断结果是否合理。
Rings:设置某个波长的每个 例如:系统设置了一个中心视场,2
视场追迹的光线环数
个离轴视场,三个波长,按照Ring-
Arms:设置每个追迹环上的 3,Arms=6来计算,对于对称系统追
光线数
迹的总光线为:3×(3+3×3+3×3)
=63条光线。对于非对称系统,追迹
的总光线为:3×(3×(3×6))=
一面。
精选ppt
23
步骤五、输入glass和各面Radius 和Thickness。在STO面的Glass中写 入BK7。2面的Radius设为100,透镜厚度设为4,像距设为100。注 意,Radius的符号。
精选ppt
24
现在镜头的输入资料已大致完毕。怎麼检验 你的设计是否达到要求呢?
精选ppt
例如:Grid=4×4,表示每个视 场每个波长追迹16条光线。
注意:这种计算方法的精度和速 度都比Gaussian quadrature 差。一般不使用。
精选ppt
4×4
36
现在看一下Default Merit Function的设置结果
DMF的作用是将RMS wavefront error 减至最低 。但是,这些设置还不够,至少还要 设置焦距参数。EFFL=100

《Zemax光学设计软》课件

《Zemax光学设计软》课件

性。
02 Zemax软件基本操作
界面介绍
菜单栏
包含所有可用的命 令和选项。
工具栏
提供常用命令的快 捷方式。
标题栏
显示软件名称和当 前打开的文件名。
工作区
用于显示和编辑光 学设计的相关数据 和图形。
状态栏
显示当前操作的状 态和提示信息。
文件操作
新建文件
创建一个新的光学设计项目。
打开文件
打开一个已存在的光学设计项目。
高效的照明模拟
Zemax可以模拟各种光源和照明条件下的光学系统性能,帮助设 计师优化照明设计。
软件应用领域
光学仪器设计
01
Zemax广泛应用于望远镜、显微镜、照相机等光学仪器的设计
和优化。
摄像头和投影仪设计
02
Zemax可以帮助设计师优化摄像头和投影仪的性能,提高成像
质量。
照明设计和分析
03
Zemax可以用于照明系统的设计和分析,提高照明效率和均匀
光学性能分析
分辨率分析
分析光学系统的分辨率,评估系统对 细节的分辨能力。
光束孔径分析
研究光束孔径大小对成像质量的影响 ,优化光束孔径配置。
波前分析
波前畸变
研究光波经过光学系统后的波前畸变情况,分析其对成像质 量的影响。
波前重建
利用Zemax软件对波前进行重建,了解光波的传播特性和变 化规律。
05
保存文件
将当前光学设计项目保存到磁盘上。
另存为
将当前光学设计项目以不同的文件名或格式保存。
工具栏介绍
01
视图工具栏
用于控制工作区的视图,包括放大 、缩小、旋转等操作。
绘图工具栏
提供绘制各种光学元件和光路的功 能。

Zemax软件设计教程(共85张PPT)

Zemax软件设计教程(共85张PPT)
VDX,VDY,VCX, VCY,VAN是用来 设置渐晕因子的
Wav
ZEMAX最多允许定义12个波长,必须指定参考波长,可以根据不同波长的重要
性,设定不同的权重。
波长的单位为微米。
Select-〉功能可以选择多种默认的波长
Lens Data Editor
一定存在的3个表面:OBJ、STO和IMA
对于后者,除了图形窗口,如果你要查看文本窗口的内容,点击菜单栏中的 “Text”
Dialog boxes
用来编辑其他窗口或系统的数据,比如General,Field Data, Wavelength Data,Glass Catalog,Lens Catalogs……
序列模式
这种模式下的光学设计和仿真可按照下列步骤进行:
在这里定义和编辑优化函数
• Multi-Configuration Editor
给变焦距透镜和其它的多结构系统定义参数变化表
• Tolerance Data Editor
定义和编辑公差
• Extra Data Editor
一个扩展的透镜数据编辑器,为那些需要很多参数才能定义的表面准备的,比如表面类型 Binary 2
中的θ是实际边缘光线与光轴的夹角
Fie
ZEMAX支持4种不同视场形式: Field angle: XZ和YZ平面上主光线与Z轴的夹角。常用于无限共轭系统。 Object height: 物面上X,Y高度。常用于有限共轭系统。 Paraxial Image height: 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) Real image height: 像面上实际像高。用于需要固定像幅的设计中(如camera lenses)。

《zemax培训教程》课件

《zemax培训教程》课件

总结词:安装问题
详细描述:在进行zemax安装过程中,可能会遇到各种问题,如无法下载、安装中断、无法运行等。
解决方案:首先检查硬件和系统要求是否符合zemax标准,其次确保在官网或指定渠道下载zemax安装包,避免因下载不完整或受污染的文件导致安装问题。另外,根据具体问题,可以参考zemax官方文档或寻求专业人士帮助。
zemax的发展历程
成长阶段
zemax在2000年发布了其首款产品zemax optical design,此后便开始不断推出新的产品和服务,扩大市场份额。
成熟阶段
zemax在2010年成为纳斯达克上市公司,拥有超过500名员工,服务全球超过30个国家和地区。
zemax software
01
zemax software是zemax的主打产品,是一款专业的高速的光学设计软件,可以用于各种光学系统设计,包括相机、望远镜、投影仪等。
总结词
详细描述
解决方案
zemax基础操作过程中遇到的问题及解决方案
高级操作问题
zemax高级操作过程中遇到的问题及解决方案
zemax高级操作涉及优化算法、公差分析、像差校正等复杂的光学设计技巧。在操作过程中可能会遇到算法错误、公差分析不准确、像差校正失败等问题。
首先熟悉zemax高级操作菜单和功能,理解算法原理和应用范围。其次,针对公差分析和像差校正问题,需要掌握zemax自带的公差分析和像差校正工具使用方法,同时结合实际设计需求进行操作。如果遇到困难,可以参考zemax官方文档或寻求专业人士帮助。
VR/AR 头盔设计
通过一个 VR/AR 头盔设计的实际项目案例,让学员掌握 Zemax 在 VR/AR 头盔设计方面的应用,包括对头部跟踪系统的设计、视场角的优化等。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

等等。
(5)工具菜单(Tools):可以改变镜头数据或对整个系统进行复杂的计算。这些包 括优化计算、公差、套样板、执行宏语言程序等。
(6)报告菜单(Reports):用文本方式记录镜头设计结果。 (7)宏指令菜单(Macros):用于编辑和运行目录文件。 (8)扩展命令菜单(Extensions):用于扩展命令功能,这是ZEMAX的编辑特性。 (9)帮助菜单(Help):提供在线帮助。
3/24/2020
6
Completely sequential
•以光学面(surface)为对象来构建光学系统模型; •光线从物面开始(常为surface 0) •按光学面的顺序计算(surface 0,1,2…),对每个光学面只计算一次; •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; •可进行analysis,Optimization及Tolerancing
•Non-Sequential Components Editor
在这里定义光源、光学对象、探测器
3/24/2020
123/24/202013Editors
1. 镜头数据编辑器(Lens Data Editor)
1. 插入/删除面数据(Insert/Delete Surface0),
2. 输入面注释(Entering Surface Comments),
• Merit Function Editor
在这里定义和编辑优化函数
• Multi-Configuration Editor
给变焦距透镜和其它的多结构系统定义参数变化表
• Tolerance Data Editor
定义和编辑公差
• Extra Data Editor
一个扩展的透镜数据编辑器,为那些需要很多参数才能定义的表面准备的, 比如表面类型Binary 2
Gregory Hallock
Practical Computer-Aided Lens Design
R. E. Fischer
Optical system design
Smith,Warren
Modern Lens Design
Laikin
Lens Design
3/24/2020
5
使用ZEMAX的三种方式
ZEMAX的仿真功能体现在使用非序列模式、物理光学传播、热分 析等功能模拟和仿真实际的光学系统方面。
ZEMAX有三种版本:ZEMAX-SE(标准版)、ZEMAX-XE(扩 展版)、ZEMAX-EE(工程版)。只有ZEMAX-EE的功能最为全 面。
3/24/2020
3
ZEMAX应用
ZEMAX可以用于相机镜头、望远镜、显微镜、 照明系统、显示系统、干涉仪、光通讯器件等 各光学系统的设计和仿真
3/24/2020
4
ZEMAX不能做什么?
ZEMAX软件和使用手册都不会教您如何设计镜头和光学系统。 ZEMAX功能是很强大,但是把握和引导光学系统的设计、优化方向, 判断系统性能的只能是你。如果你对光学设计感兴趣,推荐书单:
作者
书名
袁旭沧/张以谟
光学设计/应用光学
Joseph M. Geary Introduction to lens design: with practical ZEMAX example
8. 确定光阑面(Defining the Stop Surface)、
3/24/2020
14
Editors
9. 选择面型(Selecting Surface Type) 10. 各面通光口径的确定(Specifying Surface Aperture) 11. 设置和撤销求解(Setting and Removing Solves) 12. LDE窗口的菜单选项(Menu Options)
3/24/2020
10
文件菜单(File)
3/24/2020
11
Editors
ZEMAX中的editors本质上是为满足透镜设计程序而专门设计的电子数据表:
• Lens Data Editor
输入基本的镜头数据,包括表面编号、注释、表面类型、表面曲率半径、 厚度、玻璃、口径半径、二次常数、热膨胀系数和膜层数据
Completely sequential: *应用于传统的镜头设计和大多数的成像系统 *应用这种模式时不能进行散射和鬼象分析
Hybrid sequential/non-sequential *应用于有很多序列元件,又有一些非序列元件(比如棱镜或光管)的系统 *必须使用“ports”作为光线进出非序列元件组的端口 Completely non-sequential *应用于照明、散射和杂光分析。光线沿任何物理上有效的路径传输 *这种模式下非序列元件不使用“ports”
3/24/2020
7
3/24/2020
8
ZEMAX的用户界面
ZEMAX的用户界面有四种允许输入和分析系统数据的窗口:
• Editors
定义和编辑光学表面和其他数据
• Graphic windows
显示图形数据
• Text windows
显示文本数据
• Dialog boxes
编辑和回顾其他窗口或系统的数据,或者用来报告错误信息和其他的一些 目的。
3/24/2020
9
ZEMAX的主窗口
(1)文件菜单(File):用于文件的打开、关闭、保存、重命名。 (2)编辑菜单(Editors):用于打开或关闭编辑器。 (3)系统菜单(System):用于确定整个光学系统的属性。 (4)分析菜单(Analysis):不能改变镜头数据,只是从给定的镜头数据中计算出 结果,用数字或图形表示。这些结果包括轮廓图、像差曲线图、点列图、衍射计算
3. 输入半径数据(Entering Radius Data)
4. 输入厚度数据(Entering Thickness Data)
5. 输入玻璃数据(Entering Glass Data)
6. 输入半径数据(Entering Semi-Diameter)
7. 输入二次曲面数据(Entering Conic Data)
ZEMAX光学软件课程
3/24/2020
1
ZEMAX简介
3/24/2020
2
ZEMAX是一个使用光线追迹的方法来模拟折射、反射、衍射、偏 振的各种序列和非序列光学系统的光学设计和仿真软件。
ZEMAX的光学设计功能体现在使用序列模式设计传统的光学成像 系统,平衡优化成像系统的像差,分析评价成像质量,给光学系 统分配合适的公差等方面。
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