Zemax软件培训教程
zemax教程详细 全面
The system aperture
• 它是很重要的一个参数，决定入瞳的大小，它决定光学系统在物 空间收集多少光线。
System aperture types
•Entrance Pupil Diameter(EPD):直接指定入瞳的大小； •Image Space F/#:无限共轭像空间近轴F数（f/D,只用于物距无穷远）； •Object Space Numerical Aperture：物空间边缘光线的数值孔径nsinθ （物在有限远处,保持N.A.为常数）；
ZEMAX Editors界面
有很多种： • Lens data editor: 基本的lens data，包括surface type, radius, thickness, glass,etc. • Merit function editor:优化时，定义和编辑merit function； • Multi-Configuration editor：为变焦镜头和其它多重结构系统定义多重 结构参数； • Tolerance Data editor：定义和编辑公差数据； • Extra Data editor:需要很多参数的surface data的扩展； • Non-sequential component editor:定义和编辑NSC sources, objects, detectors。
ZEMAX培训教程
光束文件查看器（ Beam File Viewer ）
Wavelab-sci
Weixing_Zhao
光束文件查看器（ Beam File Viewer ）
保存了不同的面的文件
Wavelab-sci
Weixing_Zhao
加深了解(Further exploration )
• 可以轻松的使用ZEMAX中附带的例子进行
于后续使用方便-光束文件查看器
– Samples > Physical Optics > Tangential and Sagittal Focus.zmx
– 旋转对称的高斯光束经过一个环形透镜，光束 产生了像散 – 查看定义光束，保存设定 – 浏览保存文件
Wavelab-sci Weixing_Zhao
• 光束定义
– beam definition – 高斯光束腰2mm
• 光纤的定义
– Fiber data – 高斯光束腰为8microns
Wavelab-sci
Weixing_Zhao
光纤耦合（ Fiber coupling ）
• Compute Fiber Coupling Integral
– POP底部将会显示光纤的信息
ZEMAX物理光学传播分析总览
光研科学（中国）有限公司 主讲：赵伟星
ZEMAX TFCalc LAS-CAD 光学软件中国独家总代理 电话: +86 25 57929358 传真: +86 25 57929359 Email: support@ Website:
• Samples > Physical Optics > Pinhole Aperture.zmx
zmax教程
zmax教程第一章引言关于本说明书ZEMAX有三种不同的版本：ZEMAX-SE（标准版本），ZEMAX-XE（扩展版本）和ZEMAX –EE（工程版本）。
本手册包括了所有三个版本的使用说明，当然，如文中所述，某些特征只对其中一个或两个版本是适用的。
如果它的性能可以用在ZEMAX-XE和ZEMAX –EE中，但不能用于ZEMAX-SE，本手册中会在描述该特性时，给出如下的标识：如果一种功能能用在ZEMAX-EE，但不能用在ZEMAX-XE或ZEMAX –SE中，则会在手册中描述该特性的地方，给出如下的标识：请注意XE比SE更为高级。
那就是说SE能完成的XE一定能完成，除此之外还有扩展功能。
EE也比XE要高级。
这本手册概括了ZEMAX 在Micoroft Windows和Windows NT操作系统中运行的三个版本。
ZEMAX能做什么？ZEMAX是一个用来模拟、分析和辅助设计光学系统的程序。
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。
键盘快捷键可以用来引导或略过菜单，直接运行。
本手册提供了ZEMAX 中的有关约定的解释，使用步骤的说明以及功能的描述。
ZEMAX不能做什么？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。
ZEMAX文件并不是关于光学设计、术语以及方法的教程。
ZEMAX的用户可以获得技术上的支持，包括在使用过程中的帮助，但不包括基本的光学设计原理的指导。
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。
下表列出了一些（但并非全部）可以帮你学习的书。
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本软件所得的计算结果进行检查，以判断结果是否合理。
ZEMAX入门教学
课程设计安排本课程设计着眼于应用光学的基本理论知识、光学设计基本理论和方法，侧重于典型系统具体设计的思路和过程，加强学生对光学设计的切身领会和理解，将理论与实际融合、统一，以提高学生综合分析及解决问题能力的培养。
结合<<ZEMAX光学软件课程>>、<<工程光学课程设计>>和课件《光学设计软件应用课件》中的内容熟悉zemax软件和光学设计内容：特别要掌握zemax 软件中以下菜单的内容：1 输入透镜参数对话框：lens data editor,2 system菜单下的输入光学系统数据：general, field wavelength3. 光学性能分析(Analysis)中Lay out，Fan，RMS，MTF Seidel 像差系数各菜单4 Merit Function Editor：优化函数构建和作用在学习过以上内容的基础上，在ZEMAX软件上设计以下镜头设计(通过设计镜头熟悉zemax和光学设计理论知识,设计时需要不断去重新学习课本和课件知识，切记软件只是帮助你设计镜头，而不是代替你设计镜头）：ZEMAX入门教学例子1 单透镜(Singlet) (3)例子 2 座标变换(Coordinate Breaks) (18)例子3 牛顿式望远镜(Newtonian Telescope) (26)例子4消色差单透镜(Achromatic Singlet) (40)例子5变焦透镜(Zoom Lens) (47)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。
光学设计软件zemax中文教程
注：此版本ZEMAX中文说明由光学在线网友elf提供！目录第1章引第2章用户界面第3章约定和定义第4章教程教程1：单透镜教程2：双透镜教程3：牛顿望远镜教程4：带有非球面矫正器的施密特—卡塞格林系统教程5：多重结构配置的激光束扩大器教程6：折叠反射镜面和坐标断点教程7：消色差单透镜第5章文件菜单 (7)第6章编辑菜单 (14)第7章系统菜单 (31)第8章分析菜单 (44)§8.1 导言 (44)§8.2 外形图 (44)§8.3 特性曲线 (51)§8.4 点列图 (54)§8.5 调制传递函数MTF (58)§8.5.1 调制传递函数 (58)§8.5.2 离焦的MTF (60)§8.5.3 MTF曲面 (60)§8.5.4 MTF和视场的关系 (61)§8.5.5 几何传递函数 (62)§8.5.6 离焦的MTF (63)§8.6 点扩散函数（PSF） (64)§8.6.1 FFT点扩散函数 (64)§8.6.2 惠更斯点扩散函数 (67)§8.6.3 用FFT计算PSF横截面 (69)§8.7 波前 (70)§8.7.1 波前图 (70)§8.7.2 干涉图 (71)§8.8 均方根 (72)§8.8.1 作为视场函数的均方根 (72)§8.8.2 作为波长函数的RMS (73)§8.8.3 作为离焦量函数的均方根 (74)§8.9 包围圆能量 (75)§8.9.1 衍射法 (75)§8.9.2 几何法 (76)§8.9.3 线性/边缘响应 (77)§8.10 照度 (78)§8.10.1 相对照度 (78)§8.10.2 渐晕图 (79)§8.10.3 XY方向照度分布 (80)§8.10.4 二维面照度 (82)§8.11 像分析 (82)§8.11.1 几何像分析 (82)§8.11.2 衍射像分析 (87)§8.12 其他 (91)§8.12.1 场曲和畸变 (91)§8.12.2 网格畸变 (94)§8.12.3 光线痕迹图 (96)§8.12.4 万用图表 (97)§8.12.5 纵向像差 (98)§8.12.6 横向色差 (99)§8.12.7 Y-Y bar图 (99)§8.12.8 焦点色位移 (100)§8.12.9 色散图 (100)§波长和内透过率的关系 (101)§玻璃图 (101)§系统总结图 (101)§8.13 计算 (103)§8.13.1 光线追迹 (103)§8.13.2 塞得系数 (104)第九章工具菜单 (108)§9.1 优化 (108)§9.2 全局优化 (108)§9.3 锤形优化 (108)§9.4 消除所有变量 (108)§9.5 评价函数列表 (109)§9.6 公差 (109)§9.7 公差列表 (109)§9.8 公差汇总表 (109)§9.9 套样板 (109)§9.10 样板列表 (111)§9.11 玻璃库 (112)§9.12 镜头库 (112)§9.13 编辑镀膜文件 (114)§9.14 给所有的面添加膜层参数 (115)§9.15 镀膜列表 (115)§9.16 变换半口径为环形口径 (115)§9.17 变换半口径为浮动口径 (116)§9.18 将零件反向排列 (116)§9.19 镜头缩放 (116)§9.20 生成焦距 (117)§9.21 快速调焦 (117)§9.22 添另折叠反射镜 (117)§9.23 幻像发生器 (118)§9.24 系统复杂性测试 (120)§9.25 输出IGES文件 (120)第十章报告菜单 (124)§10.1 介绍 (124)§10.2 表面数据 (124)§10.3 系统数据 (125)§10.4 规格数据 (125)§10.5 Report Graphics 4/6 (126)第十一章宏指令菜单 (127)§11.1 编辑运行ZPL宏指令 (127)§11.2 更新宏指令列表 (127)§11.3 宏指令名 (127)第十二章扩展命令菜单 (128)§12.1 扩展命令 (128)§12.2 更新扩展命令列表 (128)§12.3 扩展命令名 (128)第十三章表面类型 (130)§13.1 简介 (130)§13.2 参数数据 (130)§13.3 特别数据 (131)§13.4 表面类型概要 (131)§13.4.1 用户自定义表面 (131)§13.4.2 内含表面 (132)§13.5 标准面 (136)§13.6 偶次非球面 (136)§13.7 奇次非球面 (137)§13.8 近轴表面 (138)§13.9 近轴X-Y表面 (138)§13.10 环形表面 (139)§13.11 双圆锥表面 (139)§13.12 环形光栅面 (140)§13.13 立方样条表面 (141)§13.14 Ⅰ型全息表面 (142)§13.15 Ⅱ型全息表面 (143)§13.16 坐标断点表面 (143)§13.17 多项式表面 (145)§13.18 菲涅耳表面 (145)§13.19 ABCD矩阵 (146)§13.20 另类面 (146)§13.21 衍射光栅表面 (147)§13.22 共轭面 (148)§13.23 倾斜表面 (149)§13.24 不规则表面 (149)§13.25 梯度折射率1表面 (150)§13.26 梯度折射率2表面 (152)§13.27 梯度折射率3表面 (152)§13.28 梯度折射率4表面 (153)§13.29 梯度折射率5表面 (154)§13.30 梯度折射率6表面 (155)§13.31 梯度折射率7表面 (156)§13.32 梯度折射率表面Gradium TM (157)§13.33 梯度折射率9表面 (160)§13.34 梯度折射率10表面 (161)§13.35泽尼克边缘矢高表面 (162)第十五章非序列元件 (162)第十七章优化 (228)第十八章全局优化 (290)第十九章公差规定 (298)第二十章多重结构 (338)第二十一章玻璃目录的使用 (345)第二十二章热分析 (363)第二十三章偏振分析 (373)第二十四章ZEMAX程序设计语言 (390)第二十五章ZEMAX扩展 (478)第五章文件菜单新建（New）目的：清除当前的镜头数据。
【ZEMAX光学设计软件操作说明详解】
【ZEMAX光学设计软件操作说明详解】第二章用户界面概述本章介绍了对ZEMAX用户界面进行操作的一些习惯用法，以及一些常用的窗口操作的快捷键。
一旦您学会了在整个程序中通用的简单的习惯用法，ZEMAX用起来就很容易了。
在线教程中，也有逐步学习ZEMAX使用方法的例子。
视窗的类型ZEMAX有不同类型的窗口，每类窗口完成不同的任务。
这些类型有：1、主窗口：这个窗口有很大的空白空间，顶端有标题栏，菜单栏和工具栏。
菜单栏中的命令通常与当前的光学系统相联系，成为一个整体。
2、编辑窗口：有六种不同的编辑1）透镜数据编辑；2）绩效函数编辑；3）多重结构编辑；4、额外数据（ZEMAX-EE）；5）公差数据编辑；和非顺序组件编辑（ZEMAX-EE）。
3、图形窗口：这类窗口用作呈现图像数据，例如：系统图；光线扇形图（Ran fan）；光学传递函数（MTF）；曲线（Dot Spot）……等等。
4、文本窗口：用来列出文本数据，例如：指定数据、像差系数、计算数据等。
5、对话窗口：对话框是弹出窗口，不能改变大小。
对话窗口用来改变选项和数据，如：视场；波长；孔径光阑；表面类型等。
在图像和文本窗口中，对话框也被广泛地用来改变选项，比如改变系统图中光线的数量。
除了对话框，所有窗口都能通过使用标准鼠标这键盘按钮进行移动和改变大小。
如果你对这些方法不熟悉，请参考有关Windows使用的书籍或者Windows的说明书。
主窗口的操作方法主窗口栏有几个菜单标题。
大部分菜单标题与这本手册后面的章节标题相对应。
从这些章节能够找到使用每一菜单项的具体方法。
以下是菜单的标题：File：用于镜头文件的打开、关闭、保存、重命名；Editors：用作调用（显示）其他的编辑窗口；System:用于确定整个光学系统的属性；Analysis：分析中的功能不是用于改变镜头数据，而是根据这些数据进行数字计算和图像显示分析。
包括：系统图（Layout）、Ray fans，Spot diagrams，Diffraction calculations and more。
zemax教程
光线追迹原理
几何光学是研究光线在均匀介质中的 传播规律和成像原理的科学，是光学 设计的基础。
光线追迹是光学设计中的基本方法， 通过计算光线在光学系统中的传播路 径和成像情况，评估光学系统的性能 。
物理光学原理
物理光学是研究光的波动性、干涉、 衍射、偏振等现象的科学，对于复杂 的光学系统设计和分析具有重要意义 。
医学、生物科学等领域的光学 成像系统设计。
02
zemax软件安装与启动
zemax软件安装步骤
下载zemax软件安装包
从官方网站或授权渠道下载最新版本的zemax软件安装包。
安装准备
确保计算机满足最低系统要求，并关闭所有正在运行的程序。
运行安装程序
双击安装包，按照提示进行安装。选择安装目录和组件，并遵循安 装向导完成安装过程。
02
它提供了全面的光学设计工具，包括光线追迹、优化、公差分
析等。
Zemax软件支持多种操作系统，如Windows、Linux等。
03
zemax软件功能
光线追迹
Zemax可以模拟光线在光学系统中的 传播路径。
公差分析
Zemax可以对光学系统的公差进行分 析，以评估实际制造和装配过程中的
性能变化。
优化
缩放视图
使用鼠标滚轮或者工具栏中的缩放工具，可以对视图进行缩放操作。
平移视图
按住鼠标中键并拖动，可以平移视图。
旋转视图
在工具栏中选择旋转工具，可以对视图进行旋转操作。
zemax软件工具栏介绍
编辑工具栏
包含撤销、重做、 复制、粘贴等编辑 操作按钮。
分析工具栏
包含光线追迹、优 化、公差分析等分 析操作按钮。
Zemax内置了多种优化算法，可以对 光学系统进行自动优化以提高性能。
【ZEMAX光学设计软件操作说明详解】2-上
第十三章表面类型§1 简介ZEMAX 模拟了许多种类型的光学元件。
包括常规的球面玻璃表面，正非球面，环带，柱面等。
ZEMAX 还可以模拟诸如衍射光栅、“薄”透镜、二元光学、菲涅耳透镜、全息元件之类的元件。
因为ZEMAX 支持大量的表面类型，用常用的电子表格形式安排用户界面就比较困难。
例如，对于一个没有发生衍射的表面，开辟“衍射阶数”一列就没什么必要。
为了使用户界面尽可能不显得乱，ZEMAX 使用了不同的类型界面以便指出定义某一种类型的表面时，需要哪一些数据。
§2 参数数据一个标准的表面可以是一个紧随着一均匀介质（如空气，反射镜或玻璃）的平面、球面或圆锥非球面。
所要求的参数仅仅是半径（半径也可以是无穷大，使之成为一个平面），厚度，圆锥系数（缺省值为0，表示是球面），和玻璃类型的名字。
其他的表面类型除使用一些其他值外，同样使用这些基本数据。
例如，“偶次非球面”表面就是使用所有的“标准”列数据再加上八个附加值，这些附加值是用来描述多项式的系数的。
这八个附加值被称为参数，且被称为参数1，参数2，等等。
要理解的参数值的最重要特性是它们的意思会随着所选择的表面类型的不同而改变意思。
例如，“偶次非球面”表面类型用参数1 来指定非球面近轴抛物线项的系数，而“近轴”面则用参数1 来指定表面焦距。
两个表面同样使用参数1，但用途却不同，因为这两个表面类型永远不会同时在同一个面上使用。
数据存储的共享性简化了ZEMAX 界面，也减少了运行程序时所要求的总内存。
但由于你必须去记每一个参数的作用，是否这样的共享反而会使ZEMAX 用起来变得麻烦呢？回答是否定的，因为ZEMAX始终掌握着你所定义的每一面上的每一个参数代表什么的记录。
当你将一个表面从“标准的”改成其他的表面类型后，ZEMAX 会自动改变参数列的列头以使你知道你对表面上的每一个参数作了什么改动。
所有需要你做的只是在正确的格子中键入适当的数据。
当你将光标从一个格子移动到另一个时，列头会一直显示该格是用来作什么的。
zemax培训教程幻灯片
Zemax使用群
※NASA美国太空总署,Sandia 国家实验室, U.S.Army军队, HP, Motorola…
※中国台湾地区:电子所,中科院,大学…以及扫描仪,相机, 望远镜,投影机等制造商.
※中国大陆：光学、光电研究所，大学，光学公司，光学 加工厂，从事光学镜头、条形码、投影仪、背投影电视、 光通信器件、VCD及DVD读写头等的设计的公司。
大，价格相当昂贵。
• TracePro 是能进行常规光学分析、设计照明系统、分析辐射度和亮度的软件。 • ASAP：世界各地的光学工程师都公认ASAP（Advanced Systems Analysis
Program，高级系统分析程序）为光学系统定量分析的业界标准。ASAP的分析 功能包括照明分析、辐射度测量、偏振、光纤耦合效率、干涉测量、杂光分析 （散射和鬼影分析）、成像质量及薄膜镀膜性能分析。
射和照明分析时，最低要求是256MB，最好是512Mb
What is ZEMAX
• ZEMAX是一个光学设计软件，它使用sequential和non-sequential的 方法模拟refractive,reflective和diffractive光线追迹。
• ZEMAX用“surface”为sequential ray tracing建模；用“component” 或solid object model为non-sequential ray tracing建模。
ZEMAX的主要特色
(1)分析 提供多功能的分析图形，对话窗参数选择，方便分析，可将分析图形 存成图文件，如BMP、JPG等，也可存成文字文件txt．
(2)优化 表栏式merit function参数输入，对话窗预设merit function参数， 方便使用者定义，且多种优化方式供使用者使用，诸如Local Optimization可以快速找到佳值，Global/Hammer Optimization可 找到最好的参数。
ZEMAX入门教学
课程设计安排本课程设计着眼于应用光学的基本理论知识、光学设计基本理论和方法，侧重于典型系统具体设计的思路和过程，加强学生对光学设计的切身领会和理解，将理论与实际融合、统一，以提高学生综合分析及解决问题能力的培养。
结合<<ZEMAX光学软件课程>>、<<工程光学课程设计>>和课件《光学设计软件应用课件》中的内容熟悉zemax软件和光学设计内容：特别要掌握zemax 软件中以下菜单的内容：1 输入透镜参数对话框：lens data editor,2 system菜单下的输入光学系统数据：general, field wavelength3. 光学性能分析(Analysis)中Lay out，Fan，RMS，MTF Seidel 像差系数各菜单4 Merit Function Editor：优化函数构建和作用在学习过以上内容的基础上，在ZEMAX软件上设计以下镜头设计(通过设计镜头熟悉zemax和光学设计理论知识,设计时需要不断去重新学习课本和课件知识，切记软件只是帮助你设计镜头，而不是代替你设计镜头）：ZEMAX入门教学例子1 单透镜(Singlet) (3)例子 2 座标变换(Coordinate Breaks) (18)例子3 牛顿式望远镜(Newtonian Telescope) (26)例子4消色差单透镜(Achromatic Singlet) (40)例子5变焦透镜(Zoom Lens) (47)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。