一、实验背景 3ThBy'
ZEMAX 是一套综合性的光学设计仿真软件,它将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表集成在一起,它能够在光学系统设计中实现建模、分析和其他的辅助功能。ZEMAX中有很多功能能够通过选择对话框和下拉菜单来实现。同时,也提供快捷键以便快速使用菜单命令,ZEMAX 不只是透镜设计软件而已,更是全功能的光学设计分析软件,具有直观、功能强大、灵活、快速、容易使用等优点。 Y<|!)JLB2
ZEMAX功能说明 : zRTR
1、序列性( Sequential )光线追迹 1Vq]4_09g1
大多数的成像系统都可由一组光学表面来描述,光线按照表面的顺序进行追迹。如相机镜头、望远镜镜头、显微镜镜头等。 ZEMAX 拥有很多优点,如光线追迹速度快、可以直接优化并进行公差计算。 ZEMAX 中的光学表面可以是反射面、折射面或绕射面,也可以创建因光学薄膜造成不同穿透率的光学面特性;表面之间的介质可以是等向性的,如玻璃或空气,也可以是任意的渐变折射率分布,折射率可以是位置、波长、温度或其它特性参数的函数。同时也支持双折射材料,其折射率是偏振态和光线角度的函数。在 ZEMAX 中所有描述表面的特性参数包括形状、折射、反射、折射率、渐变折射率、温度系数、穿透率和绕射阶数都可以自行定义。 VD[x}8ei
在 Sequential的光源追迹中,光源由物面上的视场或Bitmap扩展光源定义。有常规的点光源,视场点可由角度、物高、实际像高或近轴像高来定义;点光源可以用不同权重定义,还可以分别指定每个光源的渐晕,进而调整不同视场的相对照度或F/#。ZEMAX也支持像散或椭圆形状的二极体光源及扩展光源,这些光源允许使用者用ASCII码自行定义的,它类似于Bitmap图形,或用标准的Windows BMP或JPG格式而且各个象素上的光强度可以是不同的。 b`"E(S /
2、非序列性( Non-Sequential )光线追迹 q/y4HT,x
很多重要的光学系统不能用 Sequential 光线追迹的模式描述,例如复杂的棱镜、光机、照明系统、微表面反射镜、非成像系统或任意形状的对象等,此外散射和杂散光也不能用序列性分析模式。这些系统要求用 Non-Sequential 模式,光线是以任意的顺序打到对象上, Non-Sequential 模式可以对光线传播进行更细节的分析,包括散射光或部分反射光。在进行 Non-Sequential 追迹时,用 ZEMAX 做的 3D 固体模型的光学组件,可以是任意形状且支持散射、绕射、渐变折射率、偏振和薄膜,可用亮度学和辐射度学的单位。 <@i.~EL
Non-Sequential 光源比 Sequential 光源复杂得多。 Non-Sequential 光源一般是三维的,可以定义其输出的照度(单位为瓦或流明),它可用光源发出的光线数控制光源取样,还可分开控制显示的光线数及用于分析的光线数。它可以同时使用多个光源,它们可以是相干的(需定义相干长度)或非相干的,也可以是单色的或复色的。 #qkokV6`
支持的光源有:点光源( uniform, cosine, or Gaussian)、椭圆面或实体、矩形面或实体、圆柱面或实体、半导体激光或数组、灯丝、自行定义(可以是任意的) 、以Radiant Imaging的Radiant SourceTM读取。