第十一章 zemax实验.docVIP

zemax基本操作要点 如要设计的系统要求：f’ = 200 mm，视场角 2ω = 30o，D/f’＝1/10。物距为：（1）物距位于有限远，近轴放大率为1；（2）物距位于无限远。 （3）Fie(Field Data 视场) 视场对话框可以确定视场点。视场可以用Angle(角度)、Object Height(物高)、Paraxial Height(近轴像高)、Real Image Height(实际像高)这几种方式描述，具体情况根据系统特点选择。 设计视场的选择 一般小视场光学系统（2ω80°） 0、0.707、1.0 中等视场光学系统（80°2ω140°） 0、0.5、0.707、0.866、1.0 大视场光学系统（2ω140°） 0、0.3、0.5、0.7、0.85、1.0 视场权重：默认为1，最后根据需要不断修改。 （4）Wav(Wavelength Data 波长) 波长对话框用于设置波长、权重和主波长。ZEMAX也提供已经选择好的波长，可以通过下拉菜单选择。（select 一般选 Fdc的visible） 例： 牛顿望远镜 牛顿式由一个抛物面主镜和一块与光轴成45°的平面反射镜构成，如图所示。抛物面能使无限远的轴上点在它的焦点Ｆ′成一个理想的像点。第二个平面反射镜同样能理想成像。 焦距f=1000mm D/f=1/5（即D=200） R拦=40mm 输入反射式物镜时，需注意以下几点： （1）反射镜的半径和其焦距有以下关系： f =r/2（即r=2000） （2）如果反射面为非球面需对Conic 数值进行修改。（本题-1） Conic是非球面二次曲面系数 Conic = 0 ——球面 -1Conic0——主轴在光轴上的椭球面 Conic = -1 —— 抛物面 Conic -1 ——双曲面 （3）反射镜材料为MIRROR。 （4）反射和没反射时的光程不变。（即加一个面，厚度分为800,200） （5）使用Add Fold Mirror，增加反射面。（45°） （ 之后加拦光 Stop前加一个面，厚度大于800的正整数 此面的standard双击打开，找到Aperture下 修改孔类型Aperture Type为环形拦光Circle Obscuration ） ZEMAX 中的像质评价方法 1、 几何像差曲线（均在Analysis-Miscellaneous-...） (1)球差曲线（Longitudinal Aberration） 纵坐标是孔径，横坐标是球差（色球差）。 (2)焦点色位移（Focal Shift） 表示的是系统工作波长范围内不同波长的色光近焦距位移。 横坐标表示焦点位移，纵坐标为不同色光的波长， 整个图形以主波长的近轴焦点为参考基准。 （3）轴外细光束像差曲线（Field Curv/Dist）(快捷钮Fcd) 左图为像散场曲曲线，右图为畸变曲线 纵坐标为视场 横坐标左图是场曲，右图是畸变的百分比值。 （4）子午光束与弧矢光束垂轴像差曲线(Ray Fan)（快捷钮Ray） 横坐标表示光束孔径高度，纵坐标表示垂轴像差 EY表示δy′(子午)，EX表示δz′(弧矢)。 （5）垂轴色差（倍率色差）(Lateral Color) 横坐标表示不同色光与参考色光像高的像差，纵坐标表示视场。 图中两条AIRY表示的曲线为艾里斑范围。 2、 点列图(Spot Diagram)（快捷钮Spt） 点列图下方给的数可以看出每个视场的RMS RADIUS（均方根半径值）、AIRY光斑半径、GEO RADIUS为几何半径（最大半径），值越小成像质量越好。 另外根据分布图形的形状也可了解系统的各种几何像差的影响，如是否有明显像散或彗差特征，几种色斑的分开程度如何等。 3、 波像差 （1）光程差曲线(OPD Fan)（快捷钮Opt） 表示每个视场的子午和弧矢方向上的光程差。 横坐标表示光束孔径大小，纵坐标表示光程差。 （2）波面三维图(Wavefront Map) 此图是设定视场和色光的波像差三维分布图，下方表格中的数字给出了波差的峰谷值。 4、 点扩散函数(PSF)和包围圆能量(Encircled Energy) （1）Huygens PSF 表示了像面上点扩散函数的二维分布情况，并说明了点像的分布范围， 图中左下方给出了斯特列尔比（STREHL RATIO）S.D.。 （2）Diffraction Encircled Energy 为包围圆能量图，横坐标为圆半径，纵坐标为在对应圆范围内光能量占总光能的百分比，根据占总光能30%所对