利用Zemax模拟复杂菲涅尔透镜

本文介绍了如何模拟每个菲涅尔环都由不同数据定义的复杂菲涅尔透镜。这种方法也可以用于定义复杂物体。

菲涅尔透镜与普通透镜有所区别，它是将普通透镜连续、光滑的表面分成一系列同心圆环，这些同心圆环被称为菲涅尔环带 (Fresnel zones)。

菲涅尔透镜比等效的普通球面透镜质量更轻，占用的体积更小,且可被用于灯塔投影、背投电视以及太阳能聚光器等多种应用设备中。

绝大多数菲涅尔透镜都可以使用非序列模式物体类型中的菲涅尔1 (Fresnel 1) 来进行建模。在此模型中，不仅可以很好地控制菲涅尔透镜的光学性能，还能控制倾角 (pitch angle) 、端盖 (end caps) 等加工制造参数。倾角是指“非活动”面（名义上与局部z轴平行的面）相对Z轴的角度。无论倾角是正还是负，齿距倾斜总是沿径向向外的。在菲涅尔透镜模具中加入几度的倾角可以使零件加工更加容易。

用户数据文件夹<...ZemaxSamplesNon-sequentialFaceted objects>中的示例文件 Fresnel lens radial structure.zmx 是一个很好的例子。我们可以清楚地看到由非活动表面的全内反射引起的杂散光，如下图所示：