zemax 评价函数得到平行光 -回复
zemax实验

第三章 ZEMAX设计实例
例9 扫面镜(Scanning Mirror)
注意,在倾斜和非倾斜过程中,反射镜和透镜的半径不同,随着结构的变化 而变化。 解决办法、;最大值解决办法可以设置半径为所有结构中的最大值。 方法,点击菜单“tool/Apertures/Convert Semi-Diameters to Maximum Apertures”进行设置。
第三章 ZEMAX设计实例
例9 扫面镜(Scanning Mirror)
要求:设计一个扫面系统,扫描一个直径为50mm的氦氖激光光束,扫描角度10°,后面 有一个F/3的聚焦透镜系统。 分析:需要设计一个F/3的双胶合透镜,EPD为50mm,留5mm的边缘冗余量,波长为氦氖 激光的红色波长,使用N-BK7和F2玻璃材料。 菜单system/general…..设置EPD为50mm,5mm的边缘冗余量,菜单system/wavelengths…. 波长为氦氖激光的红色波长0.6328,一个FIELD.如图建立各面,如图设置各面的Thickness 、Glass。双击面5的radius,设置F number为3,其Radius自动变为-92.483261.
第三章 ZEMAX设计实例
例9 扫面镜(Scanning Mirror)
优化: 当前的透镜是为了优化在轴上的情况。 接下来,优化透镜在±5°视野内,优化之 前,需重建评价函数以适应新的结构。 重新运行默认的评价函数工具。 运行菜单“Editor/Merit Function”,在 Merit function Editor窗口中,运行 “tools/default merit functions……”,在 打开的窗口中进行如下设置。
利用单片非球面透镜实现激光束整形

基金项 目: 国 家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目( N o . 6 0 8 7 7 0 0 3) ; 辽 宁 省 高校重点实验室资助项 目( N o . L S 2 0 1 0 0 3 7 ) 资助 。 作者简介 : 李明伟 ( 1 9 5 7一) , 男, 教授 , 研 究方 向为光电技术及J
度 复 杂非 球 面是 非 常 困难 的 , 甚 至是 不 可 能 的 。此 后 若 干研 究人 员 对这 种方 法 做 了一 系列 改 进 。S h a — f e r 尝 试 利 用 双 胶 合 球 面 镜 代 替 透 镜 组 中 的 非 球 面镜 , 但这种做 法会影响输 出光束质量。H o f f n a g l e
形 的单 片 非球面镜 光 束整形 系统。基 于几 何光 学 原理 , 利 用 能 量 守恒 定 律 和 等 光程 条件 进 行
系统理论 模 型求解 。通 过使 用 龙贝格 数值 积分 和 非 线性 最 小 二乘 法 , 获 得 非球 面 透镜 前 后 两 面 的矢高 。最后 , 通过 光 学设 计 软 件 Z E MA X进 行 系 统 性 能优 化 , 并 对 其 可 加 工 性 进 行 了分 析 。 实验结 果表 明 , 出射光 束 的光程 差( O P D) 为 ±0 . O l入 , 峰 谷值 误 差 为 0 . 0 0 0 2入 , 输 出基 本 为平行 光 。该方 法 能有效避 免双 分 离透镜 结构 系统 的筒 长过 长 、 不 易调 节 的弊端 , 使 器件 结构 变得简 单 , 便 于加 工装 调。 关键 词 : 激 光光 学 ; 光 束整形 ; 非球 面透 镜 ; 平顶 光束 中图分类 号 : 0 4 3 6 文献 标识 码 : A DOI : 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 1 - 5 0 7 8 . 2 0 1 3 . 0 9 . 0 8
高斯光束整形系统的光学设计_高瑀含

1 引 言
在激光焊接 、 激光加工及医学等技术领域 , 激 光能量分布不均匀会导致局部温度过高而破坏材 料性能 , 影响激光与物质相互作用的效果 。 由于 激光光束具有高斯型能量分布特征 , 因此 , 需要通 过光束整形将高斯光束转换为能量均匀分布的平 顶光束以消除温度不均匀引起的不良效果[ 1] 。 所 谓光束整形是将输入平面上光束的复振幅分布经 光学系统调制后 , 变换为输出平面上符合要求的 光束复振幅分布的过程
∞ ∞
∫
0
2πI in ( r1 / ω 0) r 1 dr 1 =
2πI ∫
0
out
( r2 / R 0) r 2 dr 2 = 1 . ( 1)
。 随着研究的深入 , 非球面透镜整形在理 设入射光的光强分布表达式为 : 2 r1 0) I in ( r1 / ω = 2 exp ω -2 π 0 ω 0
∑
2
×
一面和第四面为平面 , 第二面和第三面为非球面 , 图中 z ( r1 ) 和 z( r2 ) 分别为非球面的面型参数函 数 , d 为两个非球面的间距 , n 为材料的折射率 。
m,n = 0
∑ n !m !
1
1
( N +1)
R R FG
2
m+ n
SL
qsin ( 2π / q) 1 q ( 2π2 R 2 R/ R SL) SL) 1 +( 1 πR2FL 1 R q 1 +( ) R FL
N
3 非球面面型参数的求解
K reuzer 在 1969 提出一种 通用的非球面面 型参数的解法[ 11] , 其原理图 ( 2) 如图所示 。 设第
Distribution expressio ns 4
微型投影系统光路设计

微型投影系统光路设计钱立勇;朱向冰;崔海田;王元航【摘要】为了改善传统的数字光处理投影系统(DLP)体积较大、结构复杂、成本较高、对光源的利用效率较低的问题,采用一种基于单颗三色发光二极管作为照明光源,单颗透镜形成平行光的新型DLP投影光路结构的方法,对传统光路进行了改进与优化.无需传统光路中的色轮,透镜直接实现了传统投影光路中聚光和匀光的复杂结构,并利用TRA-CEPRO软件进行建模,通过光线追迹对该投影光路进行了光学分析.结果表明,整个光学系统的体积控制在76.8mm×32.2mm×25mm,光能利用率达到了60.1%,光斑均匀性达到了96.6%,屏幕表面的光通量为21.7lm.该研究减小了投影光路体积,简化了光学结构,提高了光能利用率.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2018(042)003【总页数】5页(P385-389)【关键词】光学设计;投影仪;发光二极管;透镜【作者】钱立勇;朱向冰;崔海田;王元航【作者单位】安徽师范大学光电技术研究中心,芜湖241000;安徽省光电材料科学与技术重点实验室,芜湖241000;安徽师范大学光电技术研究中心,芜湖241000;安徽省光电材料科学与技术重点实验室,芜湖241000;安徽师范大学光电技术研究中心,芜湖241000;安徽省光电材料科学与技术重点实验室,芜湖241000;安徽师范大学光电技术研究中心,芜湖241000;安徽省光电材料科学与技术重点实验室,芜湖241000【正文语种】中文【中图分类】TN202引言微型投影技术是一种新型的现代投影显示技术,它凭借自身的小型化、便捷化而逐步渗入到人们的日常生活中,在当今飞速发展的信息化年代越来越受到人们的青睐,成为投影显示的一大发展潮流。
作为一种新兴固态光源,发光二极管(light-emitting diode,LED)具有体积小、寿命长、亮度高、色域广等特点[1-6];结合数字光处理系统(digital light processing,DLP)投影具有高对比度、高分辨率的特点,实现小型化的便携式微型投影,满足人们对投影显示随身化的需求。
变焦投影物镜光学系统设计

变焦投影物镜光学系统设计罗春华;岳品良;张东虎;梁久伟【摘要】设计了在相同光学引擎、相同屏幕位置下,能满足不同屏幕尺寸需要的变焦投影物镜.该变焦投影物镜的焦距变化范围为22 mm~37 mm,视场角为46°~75°,F数为2.8.考虑设计的光学系统要求相对孔径较大,具有大视场角和小变焦倍比,根据变焦理论,采用正组补偿的机械补偿法,并对变倍组、补偿组进行合理的倍率选段,求出高斯解;然后对各组元分别选用合理的初始结构,利用Zemax光学设计软件进行优化设计,适当添加非球面.采用二、四组元运动的机械补偿法解决了大视场变焦系统畸变难以控制的问题,并利用调制传递函数综合评价了整个光学系统.设计结果表明:该变焦投影物镜系统的光学结构和成像质量均符合设计指标要求,在空间频率64 Lp·mm-1处调制传递函数(MTF)值均大于0.3,畸变小于1%.%Zoom projection lens are designed to meet requirements of different screen size with same optical engine and screen position.Focal length of zoom projection lens ranges from 22 mm to 37 mm,viewing angle is 46° to 75°,and F number is 2.8.Considering design of optical system requiring a relatively large aperture,with large field of view and small zoomratio,according to zoom theory,positive mechanical compensation configuration is adopted,reasonable magnifications of zoom configuration are chosen and Gauss roots are derived.Appropriate primal configurations based on each subassembly are chosen.Optimization design is carried out with Zemax optical design software,and added proper aspheric surface.Mechanical compensation method of two and four component motion is used to solve problem that distortion of large field of view isdifficult to control,and whole optical system is evaluated synthetically by using modulation transfer function (MTF).Design results show that optical structure and image quality of zoom projection objective system meet design requirements.Spatial modulation transfer function (MTF) value is more than 0.3 at spatial frequency of 64 lp · mm-1,and distortion is less than 1%.【期刊名称】《应用光学》【年(卷),期】2017(038)002【总页数】7页(P180-186)【关键词】变焦投影物镜;机械补偿法;调制传递函数【作者】罗春华;岳品良;张东虎;梁久伟【作者单位】长春理工大学光电信息学院,吉林长春 130012;长春理工大学光电信息学院,吉林长春 130012;长春理工大学光电信息学院,吉林长春 130012;长春理工大学光电信息学院,吉林长春 130012【正文语种】中文【中图分类】TN202从1839年由奥古斯特发明的历史上第一台投影仪——幻灯机,到后来的光学投影仪,再到现在的数字投影仪以及液晶投影仪,投影技术已经不单单是满足放映清晰高效的影像效果的简单要求了。
zemax软件培训 光学设计必看的经典资料

ZEMAX简介
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 光线与面相交的顺序
光线与同一个面可相交多次 光线不会分裂
镜面反射和漫反射 可以是全反射
在object外的光线也可进行光线追迹 object的位置由全局坐标确定 所有空间都是等价的 计算的光线多,计算速度慢
不能使用优化和默认的公差分析(可 用Macros分析公差)
ZEMAX的用户界面
• 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
•Non-Sequential Components Editor
Hybrid sequential/nonsequential •所有object都是3D shell or solids;
•每个object都在一个空间坐标系中定义了其特性; •光线从input port进入non-sequential group;从exit port离开NS group; •光线在NSC中一直追迹,直到它遇到下列情况才终止: Nothing Exit port 能量低于定义的阈值。 •忽略NS group内的光源和探测器; •进入NS group的光线的特性,由序列性的系统数据,如视场位置和瞳 的大小等决定。
圆孔液晶透镜的ZEMAX设计与优化

圆孔液晶透镜的ZEMAX设计与优化杨兰;蔡晓梅;周雄图;郭太良;叶芸【摘要】液晶透镜是自由3D显示的新器件,其原理是利用基于向列相液晶指向矢随外加电场作用发生变化的光电特性.本文提出一种简易准确的透镜参数设计和优化方案.以单圆孔结构的液晶透镜为例,利用光学软件ZEMAX和焦距缩放法对圆孔结构的液晶透镜的参数加以设计并优化.分析液晶透镜的像差,评价成像质量.结果表明,优化后的液晶透镜的像差明显减小,3.5°视场下,弥散斑均方根半径RMS值由248.118μm减小到62.192μm,为原来的25.1%;光学调制传递函数MTF值明显改善.最后实验测试验证了液晶透镜阵列的衍射光斑亮度及清晰度均显著提高.%Liquid-crystal lenses are new devices for free 3D display, its photoelectric properties are controlled by electric field. The accurate design and optimization method of lens parameters were presented in this paper. Based on the optical software ZEMAX and the focal length zoom method, the parameters of LCDs were designed and optimized. Then, the aberration of liquid crystal lens and image quality were evaluated. it is proved that the optimized liquid crystal lens aberration decreases evidently. The dispersion spot root mean square radius (RMS) value decreases from 248. 118μm to 62. 192 μm with 3. 5° view and the optical modulation transfer function MTF is improved. The ex-perimental results show that the brightness and clarity of the diffractive lens array are significantly improved.【期刊名称】《发光学报》【年(卷),期】2017(038)012【总页数】7页(P1688-1694)【关键词】液晶透镜;调制传递函数(MTF);光学设计;像质评价【作者】杨兰;蔡晓梅;周雄图;郭太良;叶芸【作者单位】集美大学理学院,福建厦门 361021;集美大学理学院,福建厦门361021;福州大学物理与信息工程学院, 福建福州 350116;福州大学物理与信息工程学院, 福建福州 350116;福州大学物理与信息工程学院, 福建福州 350116【正文语种】中文【中图分类】TN141液晶具有较大的光电各项异性,是很好的光电材料,已经广泛地应用于各类光学器件,如液晶显示器[1]、液晶滤波器、液晶透镜[2]、液晶相位延迟器[3]等。
离轴反射式光学系统的设计与装调分析

离轴反射式光学系统的设计与装调分析霍宏伟;金奇;刘洋;王文涛;唐晓军【摘要】According to the aberration theory of double mirror system,a new type of off-axis reflective image-transfer optical system was designed.The system consists of two off-axis parabolic mirror.The alignment and tolerance of the system were computed and analyzed.The influence of the element misadjustment on the system was discussed.According to the results of the error analysis,the misadjustment range was given,including the eccentricity error in the range of-0.4 ~ 0.4mm,tilt error in the range of-0.1 ° ~ 0.1 o,the distance of two mirrors error in the range of-0.7mm-0.7mm.%根据双镜反射系统的像差理论,设计了一种全新的离轴反射式像传递光学系统,该系统由两块相对放置的离轴抛物面反射镜组成.对该系统进行了装调分析和误差分析,讨论了元件的哪些失调量会对系统引入像差,根据误差分析的结果,给出了每一种失调量可允许的失调范围,其中反射镜偏心误差范围在-0.4~0.4mm,倾斜误差范围在-0.1 °~0.1 °,两镜间距误差范围在-0.7~0.7mm.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2017(047)003【总页数】4页(P363-366)【关键词】离轴;像传递;装调;失调量【作者】霍宏伟;金奇;刘洋;王文涛;唐晓军【作者单位】固体激光技术重点实验室,北京100015;固体激光技术重点实验室,北京100015;固体激光技术重点实验室,北京100015;固体激光技术重点实验室,北京100015;固体激光技术重点实验室,北京100015【正文语种】中文【中图分类】TN242对于板条固体激光器而言,由于存在非线性效应与热效应等因素的影响,为了实现更高的峰值功率和更好的光束质量,直接进行增益放大难以实现,通常采用多模块级联放大的方式。
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zemax 评价函数得到平行光-回复
如何使用Zemax评价函数得到平行光
导语:Zemax是一款常用的光学设计软件,广泛应用于光学设计、模拟和分析。
在光学设计过程中,评价函数是一个重要的工具,它可以帮助用户评估光学系统的性能。
本文将介绍如何使用Zemax评价函数来得到平行光。
第一步:理解评价函数的概念和作用
评价函数是指在光学设计软件中用于评估光学系统性能的函数。
它可以根据给定的输入参数计算出系统的输出参数,并提供定量的评价结果。
在Zemax中,评价函数主要用于分析光线传输、光强分布、像差等光学系统的性能指标。
第二步:了解Zemax中的评价函数
Zemax提供了丰富的评价函数,能够满足不同设计需求。
在得到平行光的过程中,我们主要关注以下几个评价函数:
1. Spot Diagram(斑点图):斑点图是评价光学系统成像质量的一种常用方法。
Zemax通过斑点图可以直观地显示出光线在像平面上的分布情况,
以此来评估系统的清晰度和像差。
2. PSF(Point Spread Function,点扩散函数):点扩散函数描述了一个理想点源经过光学系统成像后的像的分布情况。
在光学设计中,通过计算和分析PSF可以得到系统的分辨率、模糊度等参数。
3. MTF(Modulation Transfer Function,调制传递函数):调制传递函数是用来描述光学系统成像质量的重要指标之一。
MTF表示了系统对不同空间频率的调制信号的传输效果,用于评估系统的分辨率和图像细节保持能力。
第三步:选择合适的评价函数
在使用评价函数之前,需要根据具体的设计目标和需求选择合适的评价函数。
对于得到平行光的需求,我们可以使用斑点图来评价系统的平行光属性。
第四步:设置评价函数参数
在Zemax中设置评价函数参数是关键的一步。
对于斑点图评价函数,需要设置光线源、系统布局、像平面等参数。
具体设置参数如下:
- 光线源:设置为平行光源,可以通过设置光线源类型为"collimated"来
实现。
- 系统布局:根据实际情况设置光学系统的布局,包括光学元件(透镜、镜面等)的位置、形状和折射率等信息。
- 像平面:设置如何在像平面上显示斑点图,包括像平面尺寸、像元间距等。
第五步:运行评价函数并分析结果
设置好评价函数参数后,我们可以运行评价函数并分析结果。
在Zemax 中,可以通过点击菜单栏的“评价函数”选项来运行评价函数。
评价函数会根据设定的参数计算出相应的结果,并在Zemax的输出窗口或图表中显示出来。
对于平行光的评估结果,我们可以通过斑点图来判断。
如果斑点图中的光斑分布均匀、清晰,且没有明显的像差现象,那么可以认为光学系统能够得到较好的平行光。
第六步:优化光学系统设计
根据评价函数的结果,我们可以对光学系统的设计进行优化。
在得到平行光的需求下,优化的目标可能是减小像差、改善光学系统的清晰度和成像质量。
通过对光学元件、曲面形状、折射率等参数进行调整,可以使评价
函数的结果得到改善。
总结:
通过使用Zemax评价函数,我们可以方便地评估光学系统的性能,包括得到平行光的能力。
通过设置合适的评价函数参数,运行评价函数并分析结果,可以优化光学系统设计,提高系统的成像质量。
然而,在使用评价函数时需要注意选择合适的评价函数和参数,以满足具体的设计要求。
希望本文对大家理解如何使用Zemax评价函数得到平行光有所帮助。