ZEMAX光学设计超级学习手册.DOC

第2章 像质评价 ZEMAX提供了丰富的像质评价指标，如评价小像差系统的波像差、包围圆能量集中度；评价大像差系统的点列图、弥散圆、MTF、PSF、几何像差评价方法等。像质评价结果也是表现形式多种多样，既有各种直观的图形表示方法，也有详细的数据报表。我们将在本章中详细介绍。 学习目标： （2）熟练运用像质评价快捷工具栏。 （3）熟练掌握像质评价方法，如波前、点列图等。 （4）熟练掌握各对话框的操作，如镜头数据、波长数据等。 2.1 外形图 外形图（Layout）是指通过镜头截面的外形曲线图。主要有二维外形图、三维外形图、阴影图、原件图。二维外形图是通过镜头YZ截面的外形曲线图；三维外形图则显示镜头系统的三维空间外形；阴影图则表示阴影的立体模型；原件图能建立光学加工图。 2.1.1 二维外形图 二维外形图（2D Layout）：通过镜头YZ截面的外形曲线。 打开二维外形图对话框“2D Layout → Settings”，如图2-1所示。 图2-1 二维外形图对话框 （1）First Surface：绘图的第一个面。 （2）Last Surface：绘图的最后一个面。 （3）Number of Rays：光线数目确定了每一个被定义的视场中画出的子午光线数目。除非变迹已被确定，否则光线沿着光瞳均匀分布。这个参数可以设置为0。 （4）Delete Vignetted：若选取，被任意面拦住的光线不画出。 （5）Suppress Frame：隐藏屏幕下端的绘画框，这可以为外形图留出更多的空间。比例尺、地址或者其他数据都不显示。 （6）Fletch Rays：显示光线箭头。 （7）Marginal and Chief Only：只画出边缘光线和主光线。 （8）Wavelength：显示的任意或所有波长。 （9）Field：显示的任意或所有视场。 （10）Scale Factor：若比例因子设置为0，则“Fill Frame”将被选取，“Fill Frame”将缩放各面来充满画页。若输入数值，则图形将按实际尺寸乘以比例因子画出。 比例因子为1.0将打印（不是在屏幕上）出镜头的实际尺寸。比例因子为0.5将按尺寸的一半画图。 （11）Y Stretch：Y向放大 （12）Upper Pupil：画出光线通过的最大光瞳坐标 （13）Lower Pupil：画出光线通过的最小光瞳坐标 （14）Color Rays By：选择“Field”用每个视场来区分，选择“wave”用每个波长来区分。Suppress Frame隐藏屏幕下端的绘图框，这可以为外形图留出更多的空间、比例尺、地址，或其他数据都不显示。 2.1.2 3D外形图 3D外形图（3D Layout）：显示镜头系统的三维空间外形。运算绘制镜头的网格表示，如图2-2所示。 图2-2 3D外形图对话框 （1）Hide Lens Faces：若选取，则不画镜头表面，只画镜头边缘。许多复杂的系统如果画各面会使图形看起来很乱，因而本功能很有用。 （2）Hide Lens Edges：若选取，则不画镜头外侧的口径。对于给出3D外形的2D横截面外表很有用。 （3）Hide X Bars：若选取，则不画镜头的X部分。当“Hide Lens Edges”选取，而“Hide Lens Faces”未选取时是有用的。 （4）Rotation About X：用度表示的镜头绕x轴的旋转角。 （5）Rotation About Y：用度表示的镜头绕y轴的旋转角。 （6）Rotation About Z：用度表示的镜头绕Z轴的旋转角。 （7）PositionX，Y，Z （8）Offset X，Y，ZAll”时本选项才起作用。 按上、下、左、右方向键及Page Up、Page Down键会使显示的图形旋转到不同的透视位置。 若光线在某一面上发生光线溢出，则该面光线不画出，如果光线发生全反射，那么在发生全反射的面射入的光线画出，射出的光线不画。光线溢出与否将使用本章后面所讲的光线追迹计算来详细判断。 当画所有的变焦位置时，在每个变焦位置X、Y、Z的方向独立地加上偏离量。 注意：所有的偏离量都是相对于参考面的位置定义的。参考面在系统中的Advanced对话框中定义。若所有的偏离量都是0，多重变焦位置在参考面处是重叠的。 2.1.3 阴影图 阴影图（Shaded Model）OpenGL图画表示镜头的带阴影的立体模型。除了能设置亮度和背景色外，本选项与在3D模型中的设置是相同的。如图2-3所示。 图2-3 阴影图对话框 2.1.4 元件图 ZEMAX元件图（ZEMAX Element Drawing）：能建立供光学车间生产使用的表面、单透镜、双胶合透镜或三胶合透镜的机械图。如图2-4、图2-5所示。