ZEMAX如何模拟复杂的菲涅尔透镜

该物体两个表面均为偶次非球面表面，我们可以通过控制它的曲率半径、圆锥系数、上限为r^16的偶次多项式非球面系数、以及用户定义的最大孔径、最小孔径和厚度等参数，来较为理想地对菲涅尔透镜进行建模。

下图为一个复杂菲涅尔透镜的实例，其前表面是简单偶次非球面，后表面是五个圆环组成的非球面表面。

我们可以用五个环形非球面透镜物体来实现建模，如下图所示：

您可以在文章开篇的链接中找到该示例文件，有关该文件的说明如下：

第二到第五圆环材料 (Material) 栏的求解类型设置为拾取第一个圆环的材料，这样可以保证所有圆环的材料都与第一圆环保持一致。

第二圆环的最大后孔径 (Maximum Back Aper)  同样设置为拾取求解类型，拾取第一个圆环的最小后孔径 (Minimum Front Aper)，其余圆环的孔径设置也以此类推。这样在调整某个圆环的径向高度时，其它圆环会自动根据你的调整发生相应变化，而不会在圆环间产生重叠或空隙。

对于前表面来说，第二到第五圆环的前半径（前表面的曲率半径，Front Radius）、前圆锥系数 (Front Conic)、前偶次非球面系数 (Front r^2…) 均分别与第一圆环的各参数相同，以此来形成一个光滑连续的非球面。进行该操作大约需要设置40个拾取求解类型，所以我们编写了简单的宏来快速地达到这一目的。

每一个圆环后半径（后表面的曲率半径，Rear Radius）、后圆锥系数 (Rear Conic)、厚度 (Thickness) 以及后偶次非球面系数 (Rear r^2… ) 都是单独设置的，用以构成菲涅尔凹槽。

由于使用了拾取求解来将物体锁定在一起，所以只需要输入那些圆环之间不同的参数即可。第一圆环（物体1）被其它圆环当作参考物体，所以，当第一圆环移动时，其他圆环也会自动移动，以保持与第一圆环相对位置不变。因此，只需要移动第一圆环就可以将所有圆环作为一个整体来移动。