CODE V光学设计软件简介
codev孔径类型
codev孔径类型CODEV孔径类型简介CODEV是Optical Research Associates公司(Optical Research Associates,ORA)开发的一款光学设计软件，广泛应用于光学系统的设计和分析。
CODEV中孔径类型的选择对光学系统的性能有着重要的影响。
本文将介绍CODEV中常用的五种孔径类型及其特点。
1.圆形孔径圆形孔径是最常用、最简单的孔径类型。
它具有对称性、轴对称性和各向同性等特点。
圆形孔径的直径是唯一的参数，可以用于模拟单透镜和简单光学系统，如望远镜、显微镜等。
2.方形孔径方形孔径与圆形孔径类似，也具有对称性和各向同性，但是相比圆形孔径，方形孔径更适用于模拟正方形和矩形光学系统。
方形孔径的参数有边长和方位角，用于控制孔径的位置。
3.椭圆形孔径椭圆形孔径是一种非圆形的孔径类型，具有各向异性。
它可以用于模拟椭圆形光学系统或者用于纠正像差。
椭圆形孔径的参数有两个轴长和方位角，用于控制孔径的形状和位置。
4.矩形孔径矩形孔径与方形孔径类似，也适用于模拟矩形光学系统。
矩形孔径的参数有长度和宽度，用于控制孔径的形状和位置。
与方形孔径不同的是，矩形孔径不具有对称性。
5.多边形孔径多边形孔径是一种十分灵活的孔径类型，用于模拟复杂的光学系统。
多边形孔径的参数有顶点坐标和边数，用于控制孔径的形状和位置。
多边形孔径可以用于模拟多边形透镜或者用于控制光线的传输方向。
总结不同的光学系统需要不同的孔径类型来模拟和优化。
在CODEV中，常用的孔径类型有圆形孔径、方形孔径、椭圆形孔径、矩形孔径和多边形孔径。
了解不同孔径类型的特点和使用场景，可以帮助我们更好地设计和分析光学系统。
光学系统工程设计软件包CODEV
光学系统工程设计软件包CODEV
张圣华
【期刊名称】《光机电信息》
【年(卷),期】1997(014)003
【摘要】CODE V是用于计算机辅助光学系统工程设计的先进计算机软件包。
它是美国Optical Research Associates(ORA)公司的产品。
该公司成立于1963年,主要从事光学工程软件的设计。
该软件已经连续开发了30年,它融合了ORA多年的设计经验和很多先进特性,使它成为光学设计工作者的强有力工具,是当前市场上最理想的光学设计与分析软件包。
【总页数】4页(P20-23)
【作者】张圣华
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】TN740.3
【相关文献】
1.基于CodeV的600mm望远镜光学系统热分析 [J], 李宏壮;吴小霞;刘欣悦
2.GOLD—新一代复杂光学系统分析优化软件包 [J], 王涌天;何定
3.非共轴光学系统计算机输助设计软件包 [J], 顼敏达;王建明
4.光学系统像质综合评价软件包 [J], 曾吉勇;何为亮;赵钦球
5.光学系统CAD软件包 [J], 王琦
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CODEV使用手册
当你开始一个新设计时， 你应该考虑包括本质是什么，然后考虑更多的细节。 偏振可以是最后一个重要的因素， 但是你可能不需要打开所以现在不用担心它。 下面是其他一些保持设计简单的方面：
在转到非球面设计或衍射前试着使用全球面设计。
如果非球面或衍射是必需的， 首先考虑降低级别。
不要使用x轴视场，倾斜，和偏心除非系统实际如此和非对称系统。
CODEV功能
光学系统设计和分析工具
CODEV是为解决光学问题的一件有力和灵活的工具软件。他的发展已经经历了30年， CODEV是不断随着光学和计算机技术的提高而改进。他基于与一个可定制Windows用户界面， 有广泛的帮助，和优秀的技术支持，便于通过手册CODEV学习和使用。
CODEV的典型应用
CODEV有许多方面的应用。 下面一些典型的应用。
CODEV使用手册1
CODEV是进行光学系统设计和分析的工具。 这一章向您介绍CODEV， 帮助您学习和使用它， 并且简单介绍用户使用界面和结构。
CODEV功能...简单介绍.......关于命令和宏............ CODEV的结构...............开始，退出， 技术支持..............
First-order or paraxial optics—觅迹的光线被假设为简单的直线方程(例如，角度很小便认为SINθ=θ， 光线高度很小等)，这些被称做一阶或近轴对定义光系统的基本特性使用更方便。
FOCAL LENGTH—是成像系统最基本的定义。薄透镜的焦距的定义是光从无限远所成的像的位置到透镜的距离。有效焦距(EFL) 说明一个真实的厚度不可忽略的光学系统的焦距。假定你已经理解有更多的概念和术语，但是这些是基本。如果大部分是陌生的话，可以从附录B被列出了的书中读一些有关章节，就能够理解他的含义了。
01_CodeV设计基础
01_CodeV设计基础Code V是一款用于光学设计和仿真的软件工具，广泛应用于光学系统的设计和优化。
它提供了一种直观的界面，使得用户可以快速建立光学系统的模型，并通过模拟和优化来改进其性能。
本文将介绍Code V的设计基础，包括其基本原理、功能特点以及应用领域。
Code V的设计基础可以追溯到20世纪70年代，当时它是由美国Optical Research Associates（ORA）公司开发的。
随着技术的发展，Code V已经成为了光学设计领域的标准工具之一、它通过数值方法来解决光学系统的设计问题，包括光学成像、光学传输和光学测量等。
Code V的基本原理是基于光线追迹法。
光线追迹法是一种模拟光线在光学系统中传播的方法，通过跟踪光线的路径和属性来计算光学系统的性能。
Code V使用光线追迹法来模拟光线在透镜、棱镜、反射镜等光学元件中的传播，然后根据光线的位置和方向来计算系统的成像质量、像差和能量传输等指标。
除了光线追迹法，Code V还包括其他一些高级的光学设计方法，例如衍射计算、偏振计算和非线性光学计算等。
这些方法可以用于设计具有复杂光学效应的系统，例如衍射光栅、非线性光学器件和自适应光学系统等。
Code V的功能特点主要包括以下几个方面：1. 光学模型建立：Code V提供了一套完整的工具，使用户可以方便地建立光学系统的模型。
用户可以选择不同类型的光学元件，并设置其参数和特性。
此外，Code V还支持导入和导出各种常见的光学数据格式。
2. 光学性能分析：Code V可以对光学系统的成像质量、像差、能量传输和光谱特性等进行分析。
用户可以通过改变光学元件的参数来优化系统的性能，并通过图形界面直观地观察结果。
3. 优化算法：Code V内置了多种优化算法，可以自动优化光学系统的性能。
用户可以选择不同的优化目标和约束条件，并设置优化算法的参数。
Code V会根据这些信息来最优的设计方案，并提供优化结果。
光学设计软件介绍
光学设计软件介绍光学设计软件是一种用于设计、模拟和优化光学系统的专业软件。
它能够帮助光学工程师在设计过程中进行复杂的光学分析和计算，以实现更好的系统性能和结果。
在本文中，我将介绍几款常用的光学设计软件，并分别对它们的特点和应用领域进行详细介绍。
首先，我们来介绍一款被广泛应用的商业光学设计软件，Zemax。
Zemax是一款集成了光学设计工具、分析和优化功能的软件。
它提供了丰富的光学元件和材料库，用户可以通过拖放功能轻松搭建光学系统，并实时进行光束跟踪和模拟。
Zemax具有强大的快速优化功能，能够自动优化光学系统的参数，极大地提高了光学系统的设计效率。
此外，Zemax还提供了光学系统的散射和散射分布模拟功能，可用于高级光学分析和设计。
Zemax广泛应用于光学器件、成像系统、激光系统等领域。
另一款值得关注的光学设计软件是CODEV。
CODEV是光学工程师和设计师们非常喜欢使用的一款商业软件。
它提供了先进的面片拟合分析算法，可以模拟光学表面的形状和光线传输。
CODEV具有非常强大的工程优化功能，可以自动找到最优的光学系统参数，以满足特定的设计需求。
该软件还支持干涉仪的设计和分析，能够帮助用户进行光波前传播分析和高级光学性能计算。
CODEV广泛应用于天文望远镜、光纤通信和半导体设备等领域。
另外，我们还有一款开源软件，OpenFST。
OpenFST是一种用于模拟和优化光学系统的自由软件。
它具有高性能和高效的光束跟踪算法，能够精确模拟光线的传输和变换。
OpenFST还支持多种优化算法，可以自动最佳的光学参数。
此外，它还提供了基于几何和波动原理的分析工具，可用于高级光学模拟和计算。
OpenFST广泛应用于光学设备、光纤通信和太阳能电池等领域。
综上所述，光学设计软件在现代光学工程中起着重要的作用。
由于不同软件具有不同的优势和特点，适合不同领域和需求的光学设计。
通过选择适合的软件，光学工程师能够更加高效、准确地进行光学系统设计和优化，从而实现更好的技术和应用效果。
信息光学中的光学设计及仿真软件比较
信息光学中的光学设计及仿真软件比较信息光学是研究光在信息科学、通信、计算等领域中的应用的学科。
在信息光学中，光学设计和仿真软件起到了重要的作用，可以帮助工程师们进行光学系统的设计、优化和仿真分析。
本文将对几种常用的光学设计和仿真软件进行比较，包括Zemax、Code V和LightTools。
1. ZemaxZemax是一款功能强大且广泛使用的光学设计和仿真软件。
它提供了丰富的光学元件库，包括透镜、棱镜、镜片等，同时也可以自定义设计光学元件。
Zemax具有直观的用户界面和可视化的设计流程，可以帮助用户快速进行光学系统的设计和优化。
此外，Zemax还提供了各种分析工具和优化算法，用于评估和改善光学系统的性能。
2. Code VCode V是一款专业的光学设计和仿真软件，主要用于非球面光学元件和复杂光学系统的设计。
Code V具有强大的非球面曲面建模和优化算法，可以实现更高级别的光学设计。
它拥有丰富的分析工具和优化方法，可帮助用户定量评估光学系统的性能，并进行合理的优化。
Code V的用户界面相对较为复杂，需要一定的学习和使用成本。
3. LightToolsLightTools是一款基于光线追迹的光学设计和仿真软件，主要用于一维和二维光学系统的设计和分析。
LightTools的特点是能够高精度地处理光学系统中的散射、衍射、反射等效应。
它提供了直观的用户界面和灵活的设计工具，可快速建立光学系统，并进行系统性能的仿真和分析。
LightTools还具有丰富的材料库和光源模型，以支持用户进行更真实的仿真。
综合比较：Zemax、Code V和LightTools是信息光学领域常用的光学设计和仿真软件，它们各自有着优势和适用范围。
Zemax相对而言更适用于一般光学系统的设计和分析，有着丰富的功能和用户友好的界面。
Code V则更适用于非球面光学元件和复杂系统的设计，并具备高级的设计和优化算法。
LightTools则更适用于对散射、衍射等光学效应有较高要求的系统设计。
Synopsys CODE V optical design software说明书
CODE V Optical Design Software Design, Optimize and Fabricate Reliable Imaging OpticsSynopsys’ Optical Solutions Group is one of the world’s leading developers of optical design and analysis tools, with CODE V®imaging design software, LightTools® illumination design software, LucidShape® products for automotive lighting design, and RSoft™ products for photonic and optical communication design. The group is also an independent supplier of optical systems design services, with more than 4,800 completed projects in imaging, illumination and optical systems engineering.Since its worldwide introduction in 1975, CODE V has been instrumental in the development of highly advanced optical systems, sometimes with profound effects on business and culture. It has been used in the development of revolutionary applications such as the compact disk player. CODE V algorithms are a keyand dominant technology in the design of the microlithographic lenses that permit the imaging of ultra-fine lines on computer chips—a necessary ingredient in the continuing improvement of computer speeds.CODE V software has contributed significantly to important technological advances across a wide spectrum of fields such as projection displays, medical instrumentation, advanced military technology and space exploration.Because of its established reputation for excellence and quality performance, CODE V is the software of choice when optics are critical to the success of a product or project.Exceptional Software SupportTechnical SupportWith CODE V, you get much more than the highest-rated optical design and analysis software available. You also get access to more than 50 person-years of optical engineering experience through our technical support staff. Whether you choose e-mail or our toll free phone number to request assistance, degreed optical engineering professionals are ready to answer your questions.Training, Documentation and Online ResourcesWe offer many options for learning CODE V. Attend classes at our Pasadena, California facility, attend classes offered worldwide by our international representatives, or schedule an onsite class at your facility that has been tailored to your needs. Complete, examples-based documentation and a dedicated customer website with video tutorials, FAQs, example models, macros, tips and training materials are also available to help you be successful with CODE V.OverviewUsing CODE V, our engineers played a key role in the design and implementation of all the primary null lenses used in the highly successful Hubble SpaceProgram UpdatesWe release extensive program updates approximately once ayear to add major new features. We also provide regular program updates with customer-requested enhancements. All software updates, ongoing technical support, and access to extensive content on our Customer Support Portal are included in our standard license.Pre-Tested and Pre-ApprovedOne of our most important strengths is the synergy between our optical engineering services and software development efforts. Our engineers provide ideas, guidance, testing and feedback for the development of CODE V . For example, expert tools based on unique algorithms developed by our engineers, such as Glass Expert and Asphere Expert, help automate the design process and save you time and effort. Most importantly, before you use the latest version of CODE V for engineering problem solving, you can be confident that the software has been put through its paces by a dedicated team of engineers working at the cutting edge of optical technology.Figure 1: CODE V utilizes a standard Windows ® user interface with many navigation and usability features.Navigation toolbarCommand window Status barNavigation toolbarStatus bar Command window Tabbed output windowsExtensive help capabilitiesLDM spreadsheet Customizable chartingApplicationsFrom the extreme UV to beyond the infrared and from consumer products to government hardware, CODE V will handle your optical imaging applications. CODE V’s state-of-the-art algorithms, user-friendly interface and intelligent defaults speed time to market and maximize the quality of your optical solution. Some applications and related CODE V features include:• Injection molded plastic lenses—environmental analysis and material tolerances• Grating spectrometers—wavelength dependent multi-configuration features• Digital camera lenses—tolerance and fabrication analysis features • High-NA lithography optics—polarization ray tracing • Reconnaissance lenses—glass optimization with partial dispersion control• Telescopes and other visual systems—true afocal modeling • Space-borne systems—environmental analysis • Laser scanning systems—diffraction beam propagation analysis• Infrared and UV systems—special material characterization • Telecommunication systems—fiber coupling efficiency computations• Segmented aperture systems—non-sequential ray tracing featuresView a gallery of CODE V applications at com/optical-solutions/codev/application-gallery.htmlApplications and DesignFigure 2: CODE V is the dominant software of choice to meet the stringent optimization, analysis and tolerancing demands of the integrated circuitmanufacturing industry.Figure 3: CODE V optimization delivers the best possible zoom lens designs. Global Synthesis is highly effective for zoom lenses and excellent chromatic correction is possible with powerful glass optimization. CODE Vincludes specialized features for zoom lens analysis that help youbuild the best lens, not just design one.Figure 4: Tilted and decentered reflective systems are easy to set up in CODE V. User-defined optimization constraints allow easy control of optical bundle and component clearances in off-axis reflective systems. CODE V optimized this “Before” system to this “After” system in a singleoptimization run in seconds on an Intel ®2.67 GHz dual-core PC.Figure 5: The winning design from the International Optical Design Conference “Camera in a Can” lens design contest was optimized using Global Synthesis. Synopsys optical engineers use Global Synthesis onevery applicable design project.Design OptimizationOptimization capabilities are often the most importantconsideration when choosing optical design software. CODE V’s award-winning, proprietary optimization algorithms are considered unsurpassed by industry leaders. Features include:• RMS blur, wavefront variance, MTF , fiber coupling efficiency and a fully user-defined error function• The Reduce Tolerance Sensitivity control (SAB) allows direct optimization of the as-built RMS wavefront error to reduce sensitivity of optical systems to manufacturing tolerances, improve as-built performance and minimize production costs • The best, most effective global optimization algorithm available • Step Optimization (STP) accelerates optimization convergence and navigates complicated solution spaces more effectively to find optical system solutions with smaller error functions compared to traditional damped-least-squares optimization • Intelligent optimization defaults and general constraints • Effective exact constraint handling• Support of weighted and penalty function constraint handling • Easy definition of user-defined constraints• Glass Expert and Asphere Expert that automatically choose the best set of glasses and optimal asphere locations• Significant feedback to allow you to confirm optimizationprogress and guide variable, constraint or optimization control changes if neededLike many optical design programs, CODE V’s local optimization (optimizing to find the local minimum of the error function) is based on damped least squares. However, several proprietary enhancements make CODE V’s optimization algorithm the most effective available. CODE V’s exact constraint handling, using Lagrange multipliers, separates control of constraints from the error function so that the error function optimization does not stall while attempting to hold heavily weighted constraints. You can develop the best solution—with the correct specifications—that fits the space available.CODE V’s intelligent optimization defaults work well for the vastmajority of systems, but can be overridden if desired. CODE V’s RMS blur, wavefront variance and MTF error functions cover the majority of applications, but you can also define you own merit function. CODE V offers smart defaults, with as little or as much control as you require and consistently yields the best designs. This efficiency results in more freedom to perform useful engineering work insteadof time-consuming tweaks of the error function.AnalysisCODE V’s analysis algorithms are recognized for their accuracy and speed, and match measurements of real-world hardware. Over tens of thousands of fabricated customer designs, more than 150 person-years of in-house engineering experience and thousands of daily development test cases assure the quality of CODE V performance predictions—even on the most complex optical systems.CODE V’s extensive suite of analysis capabilities include:• Many diagnostic evaluation options (for example, transverse ray aberration or OPD curves)• Many geometrical and diffraction-based image evaluation options (for example, spot diagrams and MTF)• Non-sequential ray tracing• Polarization ray tracing, including birefringent material modeling • General diffraction beam propagation • Partial coherence 1D and 2D image analysis • Fiber coupling efficiency • Illumination analysis• Thermal infrared narcissus analysis • 2D image simulationCODE V’s beam propagation analysis accurately predicts intensity, amplitude and phase characteristics of the diffracted optical beam anywhere in the optical system. Beam Synthesis Propagation(BSP), originally developed for NASA to solve the stringent accuracy challenges of the Terrestrial Planet Finder mission, sets an industry standard for accuracy, efficiency and ease of use. It uses a beamlet-based algorithm with proprietary enhancements designed to deliverextremely accurate and efficient modeling of diffracted wavefronts propagating through an optical system. BSP’s groundbreaking Pre-Analysis feature automatically recommends analysis settings based on your lens system and delivers an accurate answer in the shortest time possible.Partial coherence analysis can predict image structure of one- or two-dimensional objects based on fully coherent to fully incoherent illumination through an optical system. For photonic systems, fiber coupling efficiency of a diffraction image into a single mode fiber can be predicted, including the effects of misalignments and fiber tip cleavage angles.Analysis, Tolerancing and Fabrication SupportFor photonics systems, some useful CODE V features include gradient index materials, polarization ray Figure 6: Beam Synthesis Propagation’s beamlet-based wave propagation algorithm performs beam propagation analysis more accurately andefficiently than any other commercially available tool.Decompose initialCODE V is COM-enabled and can be used as a server application for other COM-enabled applications for specialized analysis tasks. CODE V’s Macro-PLUS is a powerful, yet easy-to-learn macro programming language with access to a broad range of lens constructional data and analysis output. It can greatly simplify repetitive tasks, and supports efficient generation of custom analysis, such as line and surface charts.Most CODE V analysis option inputs can be customized, butyou aren’t burdened with making all the choices. Intelligentinput defaults are provided in all options, based on our software knowledge of the computational algorithm and engineering knowledge about the appropriate defaults for real-world problems. You can have confidence in CODE V’s results. Tolerancing and Fabrication SupportCODE V is used to design optics destined for hardware and has many advanced capabilities to speed time to market and solve production problems before the design reaches manufacturing. You can be confident of delivering the best performing as-built optical design with minimized recurring and non-recurring costs. Features include:• Accurate and extremely fast tolerancing using CODE V’sproprietary wavefront differential algorithm• Optimization access to the fast wavefront differential algorithm for directly optimizing as-built RMS wavefront error• Singular Value Decomposition algorithm to determine the most effective compensator set• Interactive tolerancing spreadsheet to modify tolerance values and instantly see the effect on system performance andcompensator motion• Traditional finite differences and Monte Carlo tolerancingsupport• Interferogram interface for applying measured interferograms to the system model• Automatic system alignment optimization based on as-builtinterferogram analysis• CAD export using IGES, SAT and STEP file formats• Mechanical zoom lens CAM computation• Lens element weight and cost analysis (material andfabrication costs)CODE V’s sensitivity and inverse sensitivity (automatic error budgeting) tolerancing capabilities are based on measurable performance metrics such as RMS wavefront, MTF, distortion, Zernike wavefront coefficients and more. Multiple compensators can be declared and if desired, restricted to compensating subsets of tolerances. Boresight compensation can also be included. CODE V’s interferogram interface allows measured surface deformation or system wavefront data to be imported into CODE V and included as part of the lens model. CODE V’s alignment optimization is used to automatically guide the alignment of an as-built optical system using measured wavefront data. Whether your hardware is for the consumer, commercial or government markets, if you are planning to build your optical designs, then CODE V’s integrated design, analysis and fabrication support features make it the best optical software for the job.Figure 7: CODE V’s transverse ray aberration curves, pupil maps, spot diagrams, MTF curves and point spread function plots use advanced algorithms to ensure the most accurate results.Figure 8: A stellar interferometer showing interference fringes produced from separated apertures using non-sequential surface ray tracing anddiffraction analysis features.Comprehensive Features©2018 Synopsys, Inc. All rights reserved. Synopsys is a trademark of Synopsys, Inc. in the United States and other countries. A list of Synopsys trademarks is。
CODE V 入门用户指南
第一章概述CODE V是设计和分析光学系统的一种工具。
本章的内容主要是向你介绍CODE V，描述可以帮助您学习和使用它的内容，并且简要地描述其用户界面和程序的结构。
目录第一章概述 (1)1.1 何谓CODE V？ (2)1.2 手册与用户 (3)1.3 假设和术语 (4)1.4 CODE V的界面 (5)1.5 CODE V的结构 (6)1.6 启动、退出程序和技术支持 (7)1.7 手册中的一些设置 (7)1.1 何谓CODE V？1.1.1 光学设计的得力工具CODE V是解决光学问题一种强大、灵活的软件工具。
虽然CODE V的发展始于30多年前，但是它紧跟光学和计算机的发展步伐，得到不断地改进。
由于CODE V采用了可定制的窗口用户界面，有着丰富的帮助功能和优越的技术支持，所以它是十分容易学习和使用的，本手册将展示的这些特点。
1.1.2 CODE V典型的使用任务CODE V可应用于许多种场合。
下面列举一些典型的使用任务：●对现有光学系统进行评估和调整，以便决定是否适用于新场合或能否降低生产成本。
在重新设计过程中，对使用塑料、非球面、衍射元件或者现在元件进行评估。
●基于具体的产生或应用场合的要求创建新的设计形式。
●对光学系统进行公关分析，以合适制造，绘制生产图纸，甚至导出CAD用的IGES格式文件。
有哪里应用场合？从广义上来说，有三种应用领域：⏹成像系统⏹光电或通讯系统⏹照明和其它系统从历史上来看，CODE V在约80%或更多的应用大概是在成像系统方面。
例如照相镜头、变焦物镜、光盘系统、医用仪器、望远镜、分光镜、复印设备、投影仪、扫描仪、微光刻系统和许多包括军用和民用的航天领域。
虽然用于这些场合已经延续了多年，但是随着技术的发展，例如照相机的数码化、DVD取代CD等等，出现新的工作内容。
在近些年，光子学领域得到快速增长。
同时，由于CODE V有极大的灵活性，照明和其他系统也成为其重要的应用部分。
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CODE V光学设计软件简介！
ﻫﻫＣＯDE V是一个光学系统设计和分析优化软件，广泛使用于照相设备、摄影机和医疗器具等,功能强大使用简单灵活。
ﻫﻫ[aｔｔachｍｅｎt=1３6] ﻫ
CＯDE V是美国著名的OpticaｌResearｃh Associaｔeｓ（ORA®)公司研制的具有国际领先水平的大型光学工程软件。
自19６３年起,该公司属下数十名工程技术人员已在CODEＶ程序的研制中投入了４0余年的心血，使其成为世界上分析功能最全、优化功能最强的光学软件,为各国政府及军方研究部门、著名大学和各大光学公司广泛采用。
ﻫﻫ一. 包罗万象的适用范围
ﻫCODＥＶ可以分析优化各种非对称非常规复杂光学系统。
这类系统可带有三维偏心和/或倾斜的元件;各类特殊光学面如衍射光栅、全息或二元光学面、复杂非球面、以及用户自己定义的面型；梯度折射率材料和阵列透镜等等。
程序的非顺序面光线追迹功能可以方便地处理屋脊棱镜、角反射镜、导光管、光纤、谐振腔等具有特殊光路的元件;而其多重结构的概念则包括了常规变焦镜头,带有可换元件、可逆元件的系统,扫描系统和多个物像共轭的系统。
40多年来，世界各地的用户已成功地利用CODE Ｖ设计研制了大量照相镜头、显微物镜、光谱仪器、空间光学系统、激光扫描系统、全息平显系统、红外成像系统、紫外光刻系统等等,举不胜举。
近几年内，CＯＤE V软件又被广泛地应用于光电子和光通讯系统的设计和分析。
[ａttａｃhmｅｎt=1３7] ﻫﻫﻫ图１．带有非顺序面的系统及梯度折射率元件示例ﻫﻫ二.空前强大的自动设计能力ﻫﻫ光学设计的第一步是要为系统确定合理的初始结构。
为此ＣODＥV提供了独有的“镜头魔棒”功能,用户只需输入所要设计的系统的使用波段、相对孔径、视场、变倍比等参数,软件即可从自带的专利库中找出对应的结构以供选择。
ﻫＣODＥV软件中优化计算的评价函数可以是系统的垂轴像差、波像差或是用户定义的其它指标，也可以直接对指定空间频率上的传递函数值进行优化。
经过改进的阻尼最小二乘优化算法用拉格朗日乘子法提供既方便又精确的边界条件控制。
除了程序本身带有大量不同的优化约束量供选用外,用户还可以根据需要灵活地定义各种新的约束量。
此外，以往的优化算法无法克服存在于光学系统结构参量的高度非线性解空间中的大量局部极小，故此自动设计的结果是一个与初始参数接近的像质相对较好的结构,而不一定是全局最优设计。
为解决这一问题,OＲA公司在ＣＯDE V软件中加入了强大的全局优化功能(Ｇlobal Syntheｓis？）。
这种被该公司严格保密的算法不仅可以跳出局部极小继续在解空间中寻找更佳设计,而且可以在优化结束时将找到的满足设计要求的各种完全不同的结构形式一一列出供使用
者根据实际需要选择。
这是目前世界上唯一证实可行并已实用化的全局优化程序，其优化能力在国际上遥遥领先。
四年一届的国际光学设计会议是本领域影响最大的专业技术研讨会，在9０年代以来的近几届会议中，组织者每次都向世界上各有关单位和专家发出一个设计竞赛题目，而每届收到的参赛结果的前几名都是用COＤＥＶ软件优化设计出来的,充分说明CＯＤE V的优化功能已经成为世界各地光学设计专家
的得力工具。
ﻫ[attachmｅnt=138] ﻫ图2．全局优化结果示例
三. 齐全可靠的系统分析手段
ﻫCＯDE V提供了用户可能用到的各种像质分析手段。
除了常用的三级像差、垂轴像差、波像差、点列图、点扩展函数、光学传递函数外,软件中还包括了五级像差系数、高斯光束追迹、衍射光束传播、能量分布曲线、部分相干照明、偏振影响分析、透过率计算、一维物体成像模拟等多种独有的分析计算功能。
ﻫﻫ[attac hmｅnｔ=1３9］
图3. 各种像质分析结果的图形输出示例
ﻫ四．卓越超群的公差分配功能ﻫ
CODE V拥有世界上最先进、最完整的公差分析子程序，可以针对均方根波像差、衍射传函、主光线畸变或用户定义的评价指标进行公差分配。
在公差计算中可以使用像面位移、倾斜、垫圈厚度等各种补偿参教来模拟系统装校过程中的调整。
同时，提供了与Zygｏ或Wyko干涉仪的接口。
如果与上述干涉仪联用，可以实现对复杂光学系统的计算机辅助实时装调。
其它与系统制造有关的功能包括自动对样板、国际标准和中国国标加工图纸绘制、成本估算等。
ﻫ[ａｔtａｃｈment＝140]
图4．光学系统的计算机辅助实时装调
五. 独树一帜的环境因素影响计算ﻫﻫ对于空间光学系统,环境因素的影响已绝非可以忽略的因素。
CO ＤＥV软件的一个重要功能是可以分析计算压力变化、温度变化以及非均匀温度场对系统像质的影响,以便在设计阶段对其加以控制。
六.可详可简的鬼像和冷反射(Ｎaｒcｉssｕs）分析控制
系统中的鬼像是经常困扰光学设计人员的问题,而冷反射则是带有低温接收元件的红外扫描成像系统所特有的一种像质缺陷。
CＯDE V提供了基于近轴光线追迹和实际光线追迹的两种不同计算方法,(http://ｗw ｗ.9iv．ｃom/）用户可用前者快速地找出造成较严重鬼像或冷反射的问题面,再用后者对其进行进一步分析,
并可在优化过程中自动减小或消除其影响。
七.完整独立的光学工程软件包ﻫ
CＯDE V内包含了与光学设计有关的各种功能子程序,如多层膜设计、照明系统设计、变焦系统凸轮设计、系统整体光谱响应分析等等,是一个集大成的大型光学工程软件包。
ﻫ
八．随心所欲的开放式程序结构ﻫﻫCODE V软件带有一个功能强大的宏语言，叫做Mａcｒo－ＰＬUS?。
这是一个可在软件内部使用的现代高级编程语言，用户可以用它根据需要对软件进行扩充和修改;访问程序中的各种数据;定义自己的变量、数组和函数；设计各种新的运算功能；实现独特的文字和图形输出；以至进行磁盘读写等等，从而使用户得到最大限度的灵活性。
CODE V提供了一个不断增加的宏程序库。
此外,COＤＥV还可以通过IGES或DＸF图形文件实现与机械CAD软件的接口。
九. 方便易学的用户界面
针对不同用户的需要，ＣODＥＶ提供图形界面和指令模式两种可以同时使用的运行方式。
软件配有详尽的用户指南（共三卷,其中含有大量应用实例)；方便的屏幕提示和大量精美的、可直接用于设计报告的图形输出,使用非常方便。
从8．５０版起，北京理工大学协助OＲＡ公司将中国玻璃库的国标数据加入了CＯDE V软件，用户可以直接调用。
[atｔａchｍeｎt＝141] ﻫﻫ图5．系统的三维图形和实体建模
ﻫ十．灿若繁星的独有功能
上述许多功能都体现了CＯDE V的鲜明特色。
其中大部分为其它商品化光学程序所不具备,或者说在ＣO DＥV中这些功能的实现要完整、有效得多。
它们包括：
帮助用户确定系统初始结构的“镜头魔棒”
寻找全局最优解的全局优化算法
直接针对衍射光学传递函数的优化ﻫ针对用户定义的评价函数（如泽尼克波像差系数或光纤耦合效率等)的优化ﻫ用拉格朗日乘子法在优化中实现精确约束控制
优化中的用户定义的各种复杂约束ﻫ
[attacｈmｅｎｔ=１42］ﻫ
图６. 偏振对点扩散函数的影响
用户定义面型
带有衍射效率计算的全息元件处理功能
梯度折射率材料(包括用户定义的梯度方程)的处理功能ﻫ部分相干照明下像质分析ﻫ偏振影响分析
在指定的光学表面上进行衍射光束传播计算
温度和压力等环境因素影响分析ﻫ扫描红外系统冷反射分析ﻫ级联频谱响应计算ﻫ系统透过率(包括相对照明度）计算ﻫ对平视显示系统的双眼效果分析
基于传递函数、均方根波像差或用户定义的评价指标的公差分配ﻫ
［atｔaｃhment=14３]
ﻫ图7.用宏语言编写的查找镜头库和全视场畸变分析程序
自动对样板功能ﻫ变焦镜头的凸轮设计
中国国标加工图纸的自动绘制ﻫ与干涉仪联用实现系统实时装调的功能
照明系统的分析设计
多层膜系设计
精美的可直接用于设计报告的图形输出
含有表格功能的Macｒo-PLUS内部宏程序ﻫﻫ十一. 国际公认的标准光学软件ﻫﻫCＯDE V软件不但在美、欧、日本等工业化国家得到极为广泛的应用,在我国也有广大的用户群。
国内许多著名光学单位如中国科学院长春光机所、西安光机所、成都光电所、上海技物所，以及航天、航空、兵器、船舶、电子领域的主要光学研究所均引进了该软件,许多大型国营、外资和合资光学企业也在利用CODE V研制开发新产品。
这些都说明CODE V不仅是国际上的,也已成为国内光学设计的标准软件，是同行间进行各种学术交流的最佳媒介。
ﻫCODEＶ软件可在奔腾II代以上微机上运行，有单机和网络浮动两种使用权。