现代光学设计方案书作业
光学设计方案
光学设计方案1. 方法流程1.1 整体设计思路这个光学设计方案主要是为了满足特定的光学功能需求，比如成像、聚焦或者光的传输等。
我会根据光学的基本原理，像光线的折射、反射定律等，来设计光学系统的结构。
这样安排是因为光学系统必须遵循这些基本原理才能正常工作，就像盖房子要遵循力学原理一样。
1.2 背景故事其实是有这么个情况，我们有个项目需要对一个光学设备进行优化或者新设计一个光学设备来解决一些实际问题，比如说提高成像的清晰度或者扩大视野范围。
所以就有了这个光学设计方案。
1.3 计划框架这个方案的核心逻辑就像做一道菜。
首先得确定主要食材（光学元件），然后确定烹饪方法（光学元件的组合和布置方式），最后进行调味（调整光学参数），这样才能做出一道美味的菜肴（满足要求的光学系统）。
2. 实施步骤2.1 启动阶段2.1.1 确定设计目标首先我们要明确这个光学设计是为了实现什么功能，是为了望远、显微还是其他的。
这一步由光学工程师负责，他需要有扎实的光学知识，能够根据实际需求准确地定义设计目标。
这一阶段大概需要1 - 2天。
2.1.2 收集相关资料要收集和研究现有的类似光学系统的资料，看看别人是怎么做的。
这个任务可以安排给一个助理工程师或者实习生来做，他需要有一定的资料收集和整理能力。
大概花费1周的时间。
2.2 规划阶段2.2.1 选择光学元件根据设计目标来选择合适的光学元件，比如透镜、反射镜等。
这需要光学工程师来主导，他要考虑元件的光学特性、成本等因素。
大概需要2 - 3天。
2.2.2 初步布局设计确定光学元件的初步布局，就像规划房子里各个房间的位置一样。
还是由光学工程师负责，他要依据光学原理进行布局，这一步大概需要3 - 5天。
2.3 优化阶段2.3.1 光学模拟利用光学模拟软件对初步设计进行模拟，看看光线传播是否符合预期。
这需要有熟练操作光学模拟软件的工程师来做，大概花费1 - 2周的时间。
2.3.2 根据模拟结果调整如果模拟结果不理想，就根据结果调整光学元件的参数或者布局。
《改变光的传播方向作业设计方案》
《改变光的传播方向》作业设计方案
一、教学目标：
1. 让学生了解光的传播方向及其影响；
2. 培养学生观察、实验和分析问题的能力；
3. 培养学生的团队合作认识和实验操作能力。
二、教学内容：
1. 光的传播方向及其特性；
2. 光的反射、折射和散射现象；
3. 光的传播方向改变的实验方法。
三、教学准备：
1. 实验器械：平面镜、凹透镜、凸透镜、光源等；
2. 实验环境：实验室或教室；
3. 实验指导书：包括实验步骤、实验原理和实验记录表等。
四、教学步骤：
1. 引入：通过展示实验器械和简单的实验现象引起学生兴趣；
2. 实验操作：让学生分组进行实验，观察光的传播方向改变的现象；
3. 实验分析：让学生记录实验数据并分析实验结果，探讨光的传播方向变化的原因；
4. 结论总结：让学生总结实验结果，得出结论，并展示实验效果。
五、教学评判：
1. 实验成绩：根据学生的实验数据记录和分析能力进行评判；
2. 实验报告：要求学生写出实验报告，包括实验目标、方法、结果和结论等；
3. 实验表现：评判学生在实验操作和团队合作方面的表现。
六、教学反思：
1. 教学效果：通过学生的实验表现和实验报告来评判教学效果；
2. 学生反馈：及时收集学生对实验内容和教学方式的反馈意见，不息改进教学方法；
3. 教学总结：总结教学经验，为今后的教学提供参考。
七、实验设计意义：
通过这个实验，学生可以深入了解光的传播方向及其影响，培养他们的观察、实验和分析问题的能力，同时也可以培养学生的团队合作认识和实验操作能力，为他们今后的进修和科研打下坚实的基础。
《光与生活作业设计方案》
《光与生活》作业设计方案一、设计理念本作业设计旨在通过学生的实际生活经验，引导他们认识光在平时生活中的重要性和应用。
通过实践活动，让学生深入了解光的特性、光的传播、光的反射和折射等知识，培养学生的动手能力和实验探究精神。
二、设计目标1. 培养学生对光的认识和理解，掌握光的基本特性和应用。
2. 提高学生的实验能力和动手能力，培养学生的观察和思考能力。
3. 激发学生对科学的兴趣，培养学生的科学素养和实验精神。
三、设计内容1. 光的特性实验：让学生通过实验，观察光的直线传播、光的反射和折射等现象，探究光的特性和规律。
2. 光的应用实验：让学生设计实验，探究光在平时生活中的应用，如太阳能、光学仪器等。
3. 光的艺术实践：让学生通过绘画、摄影等方式，表现光在艺术中的作用和美感。
四、设计步骤1. 组织学生进修相关知识，介绍光的基本特性和应用。
2. 分组进行实验活动，让学生亲自动手进行实验，观察记录实验现象。
3. 结合实验结果，引导学生进行讨论和总结，深化对光的认识和理解。
4. 组织学生展示效果，分享实验心得，激发学生对科学的兴趣和热情。
五、设计评判1. 实验报告：要求学生按要求撰写实验报告，包括实验目标、方法、结果和结论等内容。
2. 实验成绩：根据学生的实验表现和报告质量，评定实验成绩，激励学生积极参与实践活动。
3. 学生评判：让学生自评和互评，提高学生的自我认识和团队合作能力。
六、设计意义通过《光与生活》作业设计方案的实施，可以有效提高学生的科学素养和实验精神，培养学生的观察和思考能力，激发学生对科学的兴趣和热情，为学生的综合素质发展奠定坚实基础。
同时，通过实践活动，让学生深入了解光的特性和应用，为将来的进修和生活提供有益参考。
愿本作业设计方案能够取得良好效果，增进学生的全面发展和成长。
《主题九 第五节 光学仪器》作业设计方案-中职物理高教版化工农医类
《光学仪器》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本次作业旨在帮助学生巩固光学基础知识，了解光学仪器的原理和应用，提高学生对实际问题的解决能力。
二、作业内容1. 简答题：请简述光的折射、反射定律及应用。
2. 论述题：请论述光学仪器在生活和生产中的应用，并举例说明。
3. 操作题：请根据所学知识，自制一个简易的凸透镜，并观察其成像特点。
三、作业要求1. 简答题和论述题需在作业纸上认真书写，字迹清晰，逻辑清晰；2. 操作题需在安全条件下进行，注意保护自己和他人的安全；3. 完成作业后，请将作业拍照或扫描后上传至学习平台，以便教师批改。
四、作业评价教师将在批改作业的过程中，根据学生作业的完成情况、书写质量、正确率等方面进行评分，并及时将评价结果反馈给学生。
对于完成优秀的作业，教师将给予表扬和奖励。
五、作业反馈学生将根据教师的评价结果，对自己的作业进行反思和总结，了解自己的优势和不足，并在今后的学习中加以改进。
同时，学生也将积极向其他同学请教，分享自己的经验和心得，共同提高学习效果。
六、实际操作反馈及解决方式在制作凸透镜的实际操作中，可能会出现各种问题，如材料选择不当、制作工艺不熟练等。
针对这些问题，学生可以采取以下方式进行解决：1. 如果发现所选材料不符合凸透镜的制作要求，可以及时更换材料；2. 如果制作工艺不熟练，可以参考相关教程或请教老师，逐步掌握制作技巧；3. 在实际操作过程中，如果遇到其他问题，可以及时向老师或同学求助，共同解决。
七、创新性思考在完成本次作业的过程中，鼓励学生发挥自己的创新性思考，尝试使用不同的材料和方法来制作光学仪器，如自制望远镜、显微镜等。
这样不仅可以提高学生的实践能力和创新意识，还能促进学生对光学知识的深入理解和掌握。
总之，本次作业的设计旨在帮助学生巩固光学基础知识，提高实际问题的解决能力，同时通过实际操作和反馈环节，促进学生不断反思和总结，达到更好的学习效果。
作业设计方案（第二课时）一、作业目标通过本次作业，学生应能够：1. 熟练掌握光学仪器的使用方法；2. 理解光学仪器的基本原理和作用；3. 学会根据实际需求选择合适的仪器；4. 培养独立思考和解决问题的能力。
《改变光的传播方向作业设计方案》
《改变光的传播方向》作业设计方案一、设计背景：在我们平时生活和科学钻研中，光的传播方向是一个非常重要的物理现象。
了解和掌握光的传播方向对于我们理解光学原理、应用光学技术以及解决实际问题具有重要意义。
因此，通过本次作业设计，旨在帮助学生深入理解光的传播方向，并通过实验操作加深对光学知识的理解。
二、设计目标：1. 理解光的传播方向的基本观点；2. 掌握改变光的传播方向的方法；3. 培养学生实验操作能力和科学思维能力；4. 提高学生对光学知识的兴趣和进修积极性。
三、设计内容：1. 理论进修：通过教室讲解、教材阅读等方式，让学生了解光的传播方向的基本观点，包括光的直线传播、反射、折射等知识点。
2. 实验操作：设计实验操作环节，让学生亲自动手进行实验，改变光的传播方向。
具体实验内容包括：a. 反射实验：利用凹面镜、凸面镜等反射器械，让学生观察光线的反射现象，探究不同曲率的镜面对光线的反射影响。
b. 折射实验：利用玻璃棱镜、水晶棱镜等折射器械，让学生观察光线的折射现象，探究不同介质对光线的折射影响。
c. 光的传播方向变化实验：设计不同形状的通明介质，如三棱镜、球形透镜等，让学生观察光线在介质中的传播方向变化，理解介质对光线传播的影响。
3. 实验记录与分析：让学生记录实验过程中的观察现象、数据结果，并进行数据分析和实验结论总结，加深对光的传播方向的理解。
4. 思考拓展：设计思考题和拓展问题，引导学生思考光的传播方向在生活和科学钻研中的应用和意义，激发学生的思维和探索欲望。
四、评判方式：1. 实验操作表现：根据学生的实验操作能力和实验记录情况进行评判，包括实验过程中的观察记录、数据记录和实验结论推理。
2. 知识理解能力：通过思考题和拓展问题的回答情况，评判学生对光的传播方向的理解和应用能力。
3. 实验报告撰写：要求学生撰写实验报告，包括实验目标、原理、操作步骤、观察结果、数据分析和实验结论等内容，评判学生的实验报告撰写能力。
光学设计作业答案
现代光学设计作业学号：**********姓名：***一、光学系统像质评价方法 (2)1.1 几何像差 (2)1.1.1 光学系统的色差 (3)1.1.2 轴上像点的单色像差─球差 (4)1.1.3 轴外像点的单色像差 (5)1.1.4 正弦差、像散、畸变 (7)1.2 垂直像差 (7)二、光学自动设计原理 (9)2.1 阻尼最小二乘法光学自动设计程序 (9)2.2 适应法光学自动设计程序 (11)三、ZEMAX光学设计 (13)3.1 望远镜物镜设计 (13)3.2 目镜设计 (17)四、照相物镜设计 (22)五、变焦系统设计 (26)一、光学系统像质评价方法所谓像差就是光学系统所成的实际像和理想像之间的差异。
由于一个光学系统不可能理想成像，因此就存在光学系统成像质量优劣的问题，从不同的角度出发会得出不同的像质评价指标。
（1）光学系统实际制造完成后对其进行实际测量✧星点检验✧分辨率检验（2）设计阶段的评价方法✧几何光学方法：几何像差、波像差、点列图、几何光学传递函数✧物理光学方法：点扩散函数、相对中心光强、物理光学传递函数下面就几种典型的评价方法进行说明。
1.1 几何像差几何像差的分类如图1-1所示。
图1-1 几何像差的分类1.1.1 光学系统的色差光波实际上是波长为400~760nm 的电磁波。
光学系统中的介质对不同波长光的折射率不同的。
如图1-2，薄透镜的焦距公式为()'121111n f r r ⎛⎫=-- ⎪⎝⎭(1-1) 因为折射率n 随波长的不同而改变，因此焦距也要随着波长的不同而改变，这样，当对无限远的轴上物体成像时，不同颜色光线所成像的位置也就不同。
我们把不同颜色光线理想像点位置之差称为近轴位置色差，通常用C 和F 两种波长光线的理想像平面间的距离来表示近轴位置色差，也成为近轴轴向色差。
若l ′F 和l ′c 分别表示F 与C 两种波长光线的近轴像距，则近轴轴向色差为'''FC F C l l l ∆=- (1-2)图1-2 单透镜对无限远轴上物点白光成像当焦距'f 随波长改变时，像高'y 也随之改变，不同颜色光线所成的像高也不一样。
现代光学设计报告 3
一、设计任务本文利用Zmax程序优化设计一激光扫描物镜，自行构造评价函数进行优化，逐步分析像差状况，逐步调整评价函数的构造，逐步优化，从而得到一个好的结果。
设计任务是对一个已有的激光扫描物镜方案进行改动，将焦距由原先的116mm 缩放至160mm。
原有的激光扫描物镜结构参数如下表:新设计要求：1）物距l=-∞，焦距f’=160mm，全视场2ω=40°，入瞳直径Φ=16mm，工作直径λ=10.6μm（CO2激光）；2）第一片镜片的厚度d2=5.4mm，第二片镜片的厚度d4=6mm；3）全视场内弥散圆半径小于0.02mm；4）以y’=f’ω作为理想像高的标准畸变（Calibrated Distortion）小于0.01%。
二、初始结构像差分析1）录入初始数据，在初始的结构参数基础上把焦距由116mm缩放到160mm，这里面用的是Tools里面的Make Focal，直接调成160mm，没有用Scale Lens调焦距，因为涉及到比例计算，用Make Focal更精确方便。
得到按照新的要求的初始结构参数。
图2-1 焦距缩放后的初始结构参数2）我们下面看一看初始结构的像差情况，它的像差曲线、点列图如下图所示。
图2-2 初始结构像差曲线图2-3 初始结构点列图通过像差曲线和点列图可以很明显的看到，初始的结构慧差很大，像差曲线不对称，因此需要优化慧差，下面我们来进行慧差的优化。
三、 自行构造评价函数优化设计激光扫描物镜1）第1步优化，在焦距缩放后的数据参数（图2-1）的基础上，取前三个折射面的半径作为变量，第4个折射面半径保证物镜的相对孔径，并将轴上点边缘光线在其交高为0的平面取为像面。
经过前面的分析，初始结构有很明显的慧差，因此先把初级慧差系数“COMA ”加入到评价函数中（如图3-1）。
优化后的结构参数见图3-2，像差曲线见图3-3，点列图见图3-4。
图3-1 第1步优化的评价函数图3-2第1步优化后的结构参数图3-3 第1步优化后的像差曲线图3-4 第1步优化后的点列图2）第2步优化，第1步优化后弥散圆半径约为100μm，需要进一步优化，在此基础上取前三个面的半径为变量，令第四个面的半径保证相对孔径，令轴上点边缘光线在其上的交高为零的平面当做像平面，经过一步优化之后，可以看到主光线附近斜率子午面和弧矢面不一样，说明存在像散，选择像散作为评价函数，选择初级像散系3-5所示。
《主题九 第五节 光学仪器》作业设计方案-中职物理高教版21化工农医类
《光学仪器》作业设计方案（第一课时）一、作业目标本次作业旨在帮助学生掌握光学仪器的原理、构造和基本应用，增强学生对光学现象的理解和实际操作能力。
二、作业内容1. 基础知识题：请简述以下光学仪器的原理和作用：望远镜、显微镜、放大镜。
2. 操作实践题：根据所提供的光学原理和基本构造，请自己动手制作一个简易的放大镜，并说明其基本原理和使用注意事项。
3. 讨论研究题：讨论各种光学仪器的优缺点，并结合实际应用场景，提出一种可能的应用场景并说明其应用优势。
三、作业要求1. 基础知识题：请在作业纸上写出答案，并简单说明理由。
2. 操作实践题：请按照提供的原理和基本构造，动手制作一个简易的放大镜，并拍照上传至学习平台。
解释你的制作过程和基本原理，并说明使用注意事项。
3. 讨论研究题：请结合所学知识和实际应用场景，认真思考并回答问题。
字数不少于200字。
四、作业评价1. 评价标准：作业的完成情况、思考的深度、回答问题的质量等。
2. 评价方式：教师评分+学生互评+学习平台讨论区评价。
五、作业反馈1. 请学生认真对待作业，根据自身实际情况选择合适的方式进行提交。
2. 鼓励学生在学习平台上与老师和同学进行讨论，分享自己的经验和见解。
3. 针对学生的反馈，教师将对作业进行逐一回复，给出指导和建议。
4. 在下次课堂上，将公布作业的总体情况，对优秀作品进行表扬和展示，同时对普遍存在的问题进行讲解和答疑。
六、附加内容：光学仪器的历史和应用拓展1. 请学生搜集有关光学仪器的历史和发展资料，简要介绍相关科学家的贡献和事迹。
2. 根据所学的光学原理和仪器知识，讨论各种光学仪器的优缺点，并思考未来可能出现的新型光学仪器及其应用前景。
3. 请学生列举一些实际生活中常见的光学仪器及其应用场景，并简要说明其工作原理和使用注意事项。
通过本次作业设计方案，我们希望通过多元化的方式，帮助学生更好地理解和掌握光学仪器的原理和基本应用。
作业反馈部分也强调了师生互动和反馈的重要性，以便于更好地提高教学质量。
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现代光学设计作业
一、掌握采用常用评价指标评价光学系统成像质量的方法，对几何像差和垂轴像差进行分类和总结。
常用指标评价光学系统成像质量的方法：
1.1 用于在光学系统实际制造完成后对其进行实际测量：分辨力检测和星点检测
星点检测：实际上每一个发光点物基元通过光学系统后，由于衍射和像差以及其他工艺瑕疵的影响，绝对地点对应点的成像是不存在的，因此卷记的结果是对原物强度分布起了平滑的作用，从而造成点物基元经系统成像后的失真，因此，采用点物基元描述成像的过程，其实是一个卷积成像过程，通过考察光学系统对一个点物基元的成像质量就可以了解和评价光学系统对任意物分布的成像质量，这就是星点检验的思想。
分辨力检测：所谓分辨力就是光学系统成像时所能分辨的最小间隔，它是衡量图像细节表现力的技术参数。
测量分辨力所获得的有关被测系统像质的信息量虽然不及星点检验多，发现像差和误差的灵敏度也不如星点检验高；但分辨力能确定的数值作为评价被测系统的像质综合性指标，并且不需要多少经验就能获得正确的分辨力值。
1.2 用于设计阶段的像质评价指标主要有几何像差、垂轴像差、波象差、光学传递函数、点阵图、点扩散函数、包围圆能量等。
任何一个实际光学系统的实际成像总与理想成像存在差异，实际成像不可能绝对地清晰和没有变形，这种成像差异就是所谓的像差。
下面对几何像差和垂轴像差进行分类和总结。
1.2.1 几何像差主要分为两种：轴上点像差和轴外点像差。
（1）轴上点的像差又分为：轴上点的球差和轴上点的色差。
轴上点的球差：
由物点A发出与光轴夹角相等为在同一锥面上的光线对经系统以后，其出射光线同样位在一个锥面上，锥面顶点就是这些光线的聚焦点，而且必然位在光轴上。
光线与光轴的夹角不同聚焦点的位置发生改变。
也就是物点A发出的光不再聚焦于同一点，我们称其为球差。
表示。
计算
轴上点的色差：
由于光学系统中介质对不同波长光线折射率不同，因此它们的理想像点位置
不同。
计算公式为
（2）轴外点的像差
轴外像点的单色像差：
轴外物点发出的通过系统的所有光线在像空间的聚焦情况比轴上点复杂的多。
为简化问题，同时又能够定量地描述这些光线的弥散程度，我们从整个入射光束中取两个互相垂直的平面光束，用这两个平面光束的结构近似地代表整个光
束的结构。
这两个平面一个
称为子午面（由物点和光轴
构成的平面）另一个称为弧矢面（过主光线与子午面垂直的平面）。
用来描述这两个平面光束结构的几何参数分别称为子午像差和弧矢像差。
a、子午像差
取主光线两侧具有相同孔径高的两条成对的光线，称为子午光线对。
用子午光线对的交点离理想像平面的轴向距离表示此光线对与理想像平面的偏离程度，称为子午场曲。
用光线对交点离开主光线的垂直距离表示此光线对交点偏离主光线的程度，称为子午慧差。
当光线对称地逐渐向主光线靠近，宽度趋于零时，它们的交点趋近于一点，这一点应该位于主光线上，它离开理想像平面的距离称为细光束子午场曲。
不同宽度子午光线对的子午场曲和细光束子午场曲之差，代表了细光束和宽光束交点前后位置的差，可称为轴外子午球差。
b、弧矢像差
与子午光线对的情形相对应，我们用弧矢光线对的交点离理想像平面的轴向距离表示此光线对与理想像平面的偏离程度，称为弧矢场曲。
光线对交点离开主光线的垂直距离表示此光线对交点偏离主光线的程度，称为弧矢慧差。
当光线对称地逐渐向主光线靠近，宽度趋于零时，它们的交点趋近于一点，这一点应该位于主光线上，它离开理想像平面的距离称为细光束弧矢场曲。
不同宽度弧矢光线对的弧矢场曲和细光束弧矢场曲之差，代表了细光束和宽光束交点前后位置的差，可称为轴外弧矢球差。
c、正弦差SC΄
对某些较小视场的光学系统来说，由于像高本身较小，慧差的实际数值更小，
对于小孔径成像的光学系统，它的子午像差δL΄T、K΄T弧矢像差和δL΄S、K΄S 不起作用。
它在理想像平面上的成像质量由细光束子午和弧矢场曲x΄t、x΄s决定。
x΄t和x΄s之差反映了主光线周围的细光束偏离同心光束的程度，称为“像散”，用符号x΄ts表示：x΄ts=x΄t-x΄s
像散等于零说明该细光束为一同心光束。
d、轴外像点的畸变
成像光束的主光线和理想像面交点的高度之差作为光束的实际像高。
它和理
想像高之差δy΄z它用来衡量成像变形。
1.2.2 垂轴像差
前面介绍的各种几何像差是用代表成像光束结构的独立几何参数来表示像点的成像质量，是单项独立几何像差。
这种方式表示像差的优点是便于了解解光束的结构，分析它们和光学系统结构的关系，以便进一步校正像差。
它们的缺点是数据繁多，不易获得系统综合成像质量的概念。
垂轴几何像差直接用不同孔径子午、弧矢光线在理想像面上的交点和主光线在理想像面上的交点间的距离来表示。
直接给出了光束在像平面上的弥散情况，反应了像点的大小，更直观的显示了系统的成像质量
对弧矢光束来说，由于系统对称于子午面，因此对称于子午面的弧矢光线通过光学系统时永远与子午面对称。
另一侧的弧矢光线很容易根据对称的关系确定。
为了用垂轴像差表示色差，可以将不同颜色光线的垂轴像差用同一基准像面和同一基准主光线作为基准点计算垂轴像差。
一般采用不尊敬波长光线的理想像面和主光线作为基准计算各色光线的垂轴像差。
为了了解整个像面的成像质量，同样需要计算轴上点和若干不同像高轴外点的垂轴像差，对轴上点来说，子午和弧矢垂轴像差是完全相同的。
二、学习光学自动设计和两种常用自动设计程序的原理，掌握阻尼最小二乘法自动设计程序的使用方法，或掌握ZEMAX软件中的自动设计程序使用方法。
2.1 光学自动设计
在光学自动设计中，一般把对系统的全部要求，根据它们和结构参数的关系不同重新划分成两大类。
第一类是不随系统结构参数改变的常数。
在计算和校正光学系统像差的过程中这些参数永远保持不变，它们是和自变量（结构参数）无关的常量。
第二类是随结构参数改变的参数。
它们包括代表系统成像质量的各种几何像差或波像差，同时也包括某些近轴光学特性参数。
2.2 阻尼最小二乘法
式中P 、p
得到阻尼法方程，
则阻尼最小二乘解：
2.3 自适应法光学自动设计程序
适应法光光学自动设计适用于m<n 的情形。
此时的方程组具有无穷多解，需要从中选取一组最优解。
我们选用向量模最小的那一组解。
从数学角度讲，就
即：求
满足
可以利用拉格朗日数乘法求解。
构造函数 有
可以解得
用这种方法求解像差线性方程组的
方法为适应法。
当m=n 时，像差线性方程组有唯一解，系数矩阵A 满足
适应法像差自动校正程序满足以下特点：第一，参加矫正的像差个数m 必须小
于或等于n；第二，参加校正的像差不能相关。
三、熟练掌握ZEMAX软件包的像差计算、自动设计、传函计算等程序的使用方法。
利用zemax进行自动光学设计的一般操作步骤如下：
1.建立光学系统模型
在建立光学系统模型之前，首先要确定是选择序列或非序列模式，然后再进行系统特性参数的输入和初始结构的输入。
（1）系统特性参数的输入：系统特性参数输入主要是对孔径、视场和波长进行设定。
（2）初始结构参数的输入：初始结构的输入主要是指对面型、表面结构参数、半径、厚度、玻璃和半口径。
2.进行像质评价
系统建立以后可以利用zemax对其性能进行评价。
像质分析主要包括扇形图、点列图、光学传递函数、点扩散函数和波面图等像质评价和照度计算，成像分析等功能，如二维系统机构图、点列图和包围园能量。
3.优化
使用zemax自动优化时，主要有如下步骤：设置评价函数和优化操作数；设置优化变量；进行优化。
4.公差分析
Zemax公差分析可以模拟在加工、装配过程中由于光学系统结构或其他参数的改变引起的系统性能变化，从而为实际的生产指导。
利用zemax进行公差分析需分两步：公差数据设置和执行公差分析。
Zemax采用三种计算模式进行公差分析：灵敏度分析、反向灵敏度分析和蒙特卡洛分析。
四、利用ZEMAX软件设计如下光学系统：
⑴望远镜物镜设计
要求：焦距为200，半视场角为4˚，相对孔径为1：5
优化前，根据查找到的数据手册的数据，设计镜头参数及各项指标如下图：
设计优化函数，将EFFL设计为200，然后进行优化，优化后结果如下：
⑵目镜设计
与⑴中的望远镜物镜进行配合，要求：视放大率为6倍，目镜出瞳距离为20
设计思路：采取反向光路设计方法。
由已知可计算得到的相关系统参数如下：
.
8
采用对称式目镜，查光学设计手册，以下数据离要求的数据比较接近，先用这些数据设计镜头参数，然后进行优化。
在ZEMAX中设计镜头参数如下：
设置优化函数进行优化后，所得得结果如下：
⑶照相物镜设计
要求：焦距为50，半视场角为25˚，相对孔径为1：3
设计思路：查光学设计手册找到参数相近的结构，按要求进行优化。
由焦距50
和像方F数3可知入瞳直径为16.7。
采取像方F数作为入瞳参数。
设计过程图示如下：
优化前：
设置优化函数，将焦距目标值设为50，进行优化，优化后如下：
(4)利用Zemax软件中的多重结构构造一个理想的变焦距系统，焦距从30～300，给出变焦数据。