ZEMAX主要功能介绍
《Zemax教程》课件
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
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主要功能介绍PPT参考课件
ZEMAX的主要功能
公差分析
1.样板匹配 2.公差分析
数据输出
1.系统结构参数及性能输出 2.零件图输出
用户扩展功能
1.ZPL宏语言编程(Zemax Programming Language) 2.C++语言功能扩展(Zemax Extension)
4
ZEMAX操作界面快速扫描
顺序/非顺序模式选择
6
光学设计流程
ZEMAX主要功能
初 始
初始结构输 入与编辑
系统性能分析
优化
样板匹配与 公差分析
结
光学系统图
构
系统性能
球差色差曲线
样板匹配
计
参数输入
场曲畸变曲线 垂轴像差
设置优化操作数
设置公差分析操作数
算 或
波像差 点列图 光学传递函数
设置优化变量 优化
公差分析
选 择
系统结构 参数输入
像面照度分析 其它辅助分析
F#： 3.5
-42.885 1.48 F6
视场：2ω=56度 28.5 4.0
光阑 4.17
160.972 4.38 ZK11
-32.795
9
系统性能参数输入——孔径值
System->General
10
系统性能参数输入——孔径值
名称
说明
入瞳直径
一般L=∞
像方F#
物方NA
由孔径光阑 尺寸决定 近轴F#
f’/D， 一般L=∞
nsinu 一般L< ∞ 大小取决于 Stop的尺寸 1/（2n’tanθ)
物方孔径角 u,一般L< ∞
11
系统性能参数输入——玻璃库
ZEMAX主要功能介绍-课件PPT
全口径球差优化操作数：ZPL03.zpl
l L1
PZ1
ZPL宏语言在优化中的应用举例1 ——ZPL03.ZPL
TYPE: ZPLM MARC#: 3 ZPL03与SPHA的区别：
SPHA表示波相差中球差系数W040的大 小；而ZPL03则表示全口径球差的实际大 小。
主面位置
l
H l
H
(1 C ) n
A (1 B ) n
A
ZPL07.ZLP ——主面位置计算操作数
优化对话框中的ZPL07.ZPL
ZEMAX EXTENSION编程 ——基于C++语言的ZEMAX编程
ZEMAX具有强大的光学数据处理能力 C++语言则是功能强大灵活的高级程序语
光学系统的性能分析与优化
1.像质分析/照明特性分析 2.优化功能
Optimization Global Search Hammer optimization
ZEMAX的主要功能
公差分析
1.样板匹配 2.公差分析
数据输出
1.系统结构参数及性能输出 2.零件图输出
用户扩展功能
1.ZPL宏语言编程(Zemax Programming Language) 2.C++语言功能扩展(Zemax Extension)
添加结果
ZEMAX编程
应用ZEMAX这一光学平台，结合用户自 己的需要，添加自己特定的功能。
ZEMAX编程包含ZEMAX Programming Language (ZPL宏语言编程）和 ZEMAX Extension （ZEMAX C++语言扩展编程） 两种
ZEMAX软件基础介绍
ZEMAX软件基础介绍Zemax软件的介绍ZEMAX是美国 Radiant Zemax 公司所发展出的光学设计软件，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建⽴反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是套可以运算sequential及Non-Sequential的软件。
ZEMAX 有三种不同的版本：Standard 标准版（原SE）；Professional 专业版（原EE）；Premium 旗舰版（原IE）。
1主要特⾊1.1分析提供多功能的分析图形，对话窗式的参数选择，⽅便分析，且可将分析图形存成图⽂件，例如：*.BMP， *.JPG．．．等，也可存成⽂字⽂件*.txt。
1.2优化表栏式merit function参数输⼊，对话窗式预设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。
1.3公差分析表栏式Tolerance参数输⼊和对话窗式预设Tolerance参数，⽅便使⽤者定义。
报表输出多种图形报表输出，可将结果存成图⽂件及⽂字⽂件。
2应⽤领域含括Projector，Camera，Scanner，Telescope，光纤耦合，照明系统、夜视系统等。
Zemax 软件的界⾯1 Zemax 软件的⼯作窗⼝Figure 1 Zemax 默认的⼯作窗⼝2 Zemax 透镜数据编辑器（LDE ）2.1 表⾯类型Zemax 在标准⾯型下有平⾯、球⾯和⼆次曲⾯等选项。
LDE 的Surface Type （表⾯类型）栏分为两列，左边⼀列分为OBJ 、STO 和IMA 三⾏，它们分别对应物⾯、光阑⾯和像⾯；右边⼀列的三⾏是左边三种表⾯的类型。
默认的表⾯类型是标准型，⽤Standard 表⽰。
OBJ 即物⾯被默认为0⾯。
表格 1 不同表⾯的⼆次曲⾯系数菜单栏⼯具栏 LDE表⾯类型曲率半径厚度玻璃半⼝径2.2表⾯的曲率半径Zemax中⾯的曲率半径有正负之分。
ZEMAX中文说明（精品）
关于数据域编号需要直到一个非常重要的事情。
如果它的值为零，则执行宏指令，得到OPTRETURN 0 中的值。
然而，如果数据域编号不是零，那么不执行宏指令，而代替使用前面调用该宏指令时储存的数值。
这种约定有着实质性的好处。
如果宏指令计算了许多数值，它们所有都需要被优化，则这个宏指令只要调用一次，而多次使用ZPLM 操作数就可以得到这个数据。
这比多次调用宏指令有效得多。
例如，假设名为ZPL11.ZPL 计算三个数值，它们三个都需要优化。
在这个宏指令中将使用OPTRETURN 来储存这三个数据：OPTRETURN 0=xOPTRETURN 1=yOPTRETURN 2=z那么在评价函数中用三个ZPLM 操作数来摘录这个数据，仅调用一次这个宏指令来执行优化：ZPLM 11 0ZPLM 11 1ZPLM 11 2仅在ZPLM 11 0 中调用宏指令ZPL11.ZPL。
注意，仅当Int2 的值为零时，可以使用Hx、Hy、Px、和Py 的值，因为仅在这种情况下，宏指令才被求值。
最后，在宏指令执行过程中镜头数据不能有任何改变，这一点十分重要。
这些改变将涉及到后面其他操作数求值。
ZEMAX 不能将已经求值的镜头数据恢复到对ZPLM 指定的宏指令求值之前的状态。
同样，ZPLM 也不应用在默认评价函数的中间，而应该放在ZEMAX 默认定义的那部分评价函数的前面或后面。
如果在宏指令操作的过程中镜头数据被改变了，ZEMAX 将无法知道哪个数据被改变了，而且不能不能将镜头数据恢复到没改变时的原始状态。
只允许ZPL 宏指令执行对镜头数据的拷贝数据进行优化，而不是对实际数据进行优化，这样可以避免出现上述情况，然而这个功能当前不被支持。
其原因是有时候宏指令在对后面的操作数进行求值之前需要改变镜头数据。
在这种情况下，应执行两个宏指令。
第一个应按要求修改数据，第二个应将数据恢复到原始条件。
这两个宏指令，和执行改变镜头数据的插入操作数一起，都可以在评价函数编辑界面中列出。
ZEMAX-概况
ZEMAX概况ZEMAX是一套综合性的光学设计软件。
它集成了光学系统所有的概念、设计、优化、分析、公差分析和文档整理功能。
具有直观、功能强大、灵活、快速、容易使用等优点。
3种不同的版本：SE, XE,和EE。
ZEMAX可以模拟Sequential和non-sequential成像系统和非成像系统。
序列性（Sequential）光线追迹大多数成像系统都可以由一系列顺序排列的光学面来描述。
光线按面的顺序进行追迹。
如相机镜头、望远镜镜头、显微镜头等。
它有很多优点，如光线追迹速度快、可以直接优化和进行公差预算。
ZEMAX中的光学面可以是反射面、折射面或衍射面。
也可以建立因为光学薄膜引起的有不同透射率的光学面特性。
面之间的介质可以是各向同性的，如玻璃或空气。
也可以是任意的渐变折射率分布，折射率可以是位置、波长、温度或其它特性参数的函数。
也支持双折射材料，它的折射率是偏振态和光线角度的函数。
ZEMAX中，所有描述面的特性参数，包括形状、折射、反射、折射率、渐变折射率、热系数、透射率和衍射率都可以自定义。
非序列性（Non-sequential）光线追迹很多重要的光学系统不能用sequential光线追迹的模式描述，如复杂的棱镜、光管、照明系统、小面反射镜、非成像系统或任意形状的物件等。
而且散射和杂光也不能用序列性分析的模式。
这些系统要求用non-sequential模式，此时光线以任意的顺序打到物件上。
Non-sequential模式可以对光线传播进行更细节的分析，包括散射光或部分反射光。
进行non-sequential追迹时，ZEMAX用3D solid models光学元件，可以是任意的形状。
支持散射、衍射、渐变折射率、偏振和薄膜。
用光度学和辐射度学的单位。
Sequential 和non-sequential系统ZEMAX还可以在同一个系统中使用sequential和non-sequential光线追迹模式。
《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。
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- 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、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)。
ZEMAX主要功能介绍
1.建模和设计工具：ZEMAX提供了一系列建模和设计工具，使用户能
够轻松创建光学元件、光学系统和光学薄膜。
用户可以使用预设的元件和
表面来构建模型，也可以根据需要自定义元件和表面。
此外，ZEMAX还提
供了各种设计工具，如系统优化、光路追迹、散射和吸收计算等，使设计
过程更加方便和高效。
2.光束追迹和光学分析：ZEMAX具有强大的光束追踪功能，能够准确
模拟和分析光束在光学系统中的传播。
用户可以通过改变光束参数、元件
位置和光学参数来研究光束的传播特性，并且可以观察和分析光束在系统
中的聚焦性能、衍射效果等。
此外，ZEMAX还提供了丰富的光学分析工具，如球差、像差、畸变等，用于评估和优化光学系统的性能。
3.材料和涂层库：ZEMAX内置了大量的光学材料和涂层库，用户可以
方便地选择合适的材料和涂层来设计其光学系统。
材料库包含了各种光学
材料的光学参数，用户可以根据实际应用需求选择最合适的材料。
涂层库
包含了各种光学薄膜的参数和调制方法，用户可以根据需要为光学系统设
计合适的涂层。
4.教育和培训资源：ZEMAX提供了丰富的教育和培训资源，帮助用户
快速上手和深入了解软件的使用。
官方网站上提供了大量的教程、案例和
视频教程，用户可以根据自己的需求选择学习内容。
此外，ZEMAX还提供
了在线培训和研讨会，使用户能够与其他用户和专家进行交流和学习。
5.扩展性和接口：ZEMAX具有良好的扩展性和接口，可以与其他软件
和硬件进行集成。
用户可以自定义和添加自己的插件和脚本，扩展ZEMAX
的功能和应用范围。
此外，ZEMAX还支持与CAD软件、光学仪器和数据采
集设备进行接口，实现数据的输入和输出。
总结起来，ZEMAX是一款功能强大的光学设计软件，具有建模和设计
工具、光束追踪和光学分析、材料和涂层库、教育和培训资源以及扩展性
和接口等主要功能。
它能够帮助用户快速、准确地进行光学系统的设计和
优化，提高研发效率和产品质量。
无论是光学工程师、研究人员还是学生，都能够通过使用ZEMAX来实现其光学设计和仿真的需求。