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zemax入门学习笔记一(干货)

Zemax界面:

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菜单栏下面有一排快捷工具,new(新建),ope(打开),save和save as ,单击New新建,出现镜头编辑器 lens data editer简称LDE

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LDE里,每一行代表一个光学表面,序列模式下最少由三个面(OBJ物面、STO光阑面、IMA像面)。光线的追迹是通过计算光线在表面处的折射,折射公式可以参考任何一本几何光学书籍。LDE的不同列为该面的参数,包括面型、注释、Radius、thickness。按键盘“insert”键可以插入新的面,或“Edit”里也有“Insert Surface”,ctrl+insert为向后插入面。如下所示插入一个新面。

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先设计最简单的一英寸正透镜,单透镜可以用来成像,也是构成镜头组的基本元素,很多非成像光学系统中也可以对光束进行聚焦,或对点光源进行准直。

作为光学工程师,很重要的一点要清楚,设计光学系统的一般步骤是:1、掌握光学系统的工作原理和系统指标;2、初步理论计算并确定原始结构;3,软件仿真和优化像差。前两步很重要,zemax更多是辅助工具。

插入一英寸即25.4mm口径的透镜,先设置general的EPD(入瞳直径),EPD是孔径光阑的直径,如果EPD为25.4表示光束占据整个通光口径,这显然是不符合实际使用的,因为透镜的加工、镀膜以及装配通常只有80~90%的有效通光口径,所以对于25.4mm的透镜,我们实际上能利用的最大口径大约为23,所以还是设置EPD为23,后面通过设置Semi-Diamiter来体现透镜口径。

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下一步必须要进行视场角和工作波长的设定,视场角默认为0度,工作波长默认为0.55um, 本次设计按默认的Field和Wavelength值, 实际要按光学系统要求来进行设置。

插入透镜的前后表面参数,半径为正表示向左凸,负表示向左凹,下图插入的是双凸透镜,根据薄透镜计算公式 f=1/[(n-1)(1/r1-1/r2)],BK7材料折射率n为1.5,所以透镜的焦距预计大约为100(没有考虑厚度的影响)

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打开Layout(另外有3D-LAYOUT,可通过键盘方向键调整视图角度)。

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看出像面并不在理想焦点处,Zemax有多种方法可以进行对焦。下次讲zemax的几种聚焦方式。

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