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cyqdesign 2024-11-10 21:09

Zemax光学设计从基础到实践

本书系统讲解了利用Zemax 2023进行光学设计和仿真分析的各种方法和技巧,主要内容包括光学设计基础、认识Ansys Zemax OpticStudio、初识镜头数据编辑器、光学成像镜头设计、镜头编辑高级操作、光学系统分析、非序列模式设计、几何光学像质评价、物理光学像质评价、光学系统的优化、光学系统公差分析和光学系统设计实例等。本书内容全面实用,循序渐进,实例丰富,且提供全部实例源文件,方便读者上手实践。同时,重点实例配套视频讲解,扫描书中相应的二维码,即可边学边看,学习更加高效。本书非常适合从事光学系统设计、仿真与分析的技术人员自学使用,也可用作高等院校相关专业的教材及参考书。 0dwD ?GG2  

[attachment=130727]
iY`[dsT  
,$!fyi[;C  
目录 7a_8007$l  
第1章 光学设计基础 001 C)m@/w  
1.1 光学系统基础 002 06HU6d ,  
1.1.1 光学系统中的概念 002 cWnEp';.  
1.1.2 理想光学系统 004 _L)LyQD]T  
1.1.3 近轴系统 005 5dv|NLl  
1.2 光学设计概述 006 \ 3E%6L  
1.2.1 光学设计基本原理 006 fUvXb>f,  
1.2.2 光学设计的具体步骤 007 k @fxs]Y_L  
1.2.3 光学设计软件 007 $~q{MX&J  
1.3 Ansys Zemax简介 009 jA^yUd-  
1.3.1 Ansys Zemax 软件分类 009 vV"YgN:  
1.3.2 Ansys Zemax的功能 011 +9LzDH  
1.3.3 启动Ansys Zemax OpticStudio 2023 012 !]R>D{""  
1.3.4 切换语言   013 BT(eU*m-  
1.4 Ansys Zemax OpticStudio的帮助系统 014 0<uL0FOT  
1.4.1 使用目录和索引查找联机帮助 015 lre(]oBXA  
1.4.2 使用命令查找联机帮助 017 DBy%"/c  
1.4.3 使用网络资源 017 ,^CG\);  
1.4.4 帮助工具 018 sz%]rN6$  
第2章 认识Ansys Zemax OpticStudio 019 @[FO;4w  
2.1 Ansys Zemax OpticStudio用户界面 020 &iD&C>;pf  
2.2 编辑器窗口 023 0xi2VN"X  
2.2.1 镜头数据编辑器 023 6GAEQ]  
2.2.2 视场数据编辑器 024 }`Wo(E}O  
2.2.3 窗口操作 027 xTG5VBv  
2.3 文件操作与管理 029 YO.ddy*59  
2.3.1 新建项目 029 ,V!Wo4M  
2.3.2 新建设计 030 *B4OvHi)'  
2.3.3 打开项目 031 kb$Yc)+R4  
2.3.4 保存文件 032 ;|\j][A  
2.3.5 关闭项目 033 hH$9GL{H  
2.3.6 文件存档 033 vx$DKQK@l\  
2.3.7 文件导出 034 L   
2.4 工作环境的设置 036 \1?'JdN  
2.5 系统选项设置 037 pQZ`dS\  
2.5.1 设置系统孔径 037 fM& fqI  
2.5.2 设置视场 040 iqoMQ7%  
2.5.3 设置波长 042 guCCu2OTA%  
2.5.4 设置系统环境 044 &n?RKcH}d  
2.5.5 设置偏振 044 "KCG']DF  
2.5.6 设置高级选项 045 <QgpePyoN  
2.5.7 设置光线瞄准 046 \u6.*w5TI  
2.5.8 设置材料库 048 xA;)02   
2.5.9 设置标题和注解 048 d8Cd4qIXX  
2.5.10 设置文件 049 WOgkv(5KN  
2.5.11 设置单位 049 e~he#o[%a  
2.5.12 设置成本估计 050 C!K&d,M  
2.5.13 设置非序列 051 HOPl0fY$L  
2.5.14 实例:新建材料库 051 .LM|@OeaD!  
第3章 初识镜头数据编辑器 055 ijcF[bm E  
3.1 镜头数据基本操作 056 oG hMO  
3.1.1 单元格操作 056 lwG)&qyVd  
3.1.2 输入数据 057 "Qc4v@~)  
3.1.3 行列操作 057 3:w_49~: ~  
3.1.4 切换视图显示 059 !gsrPM  
3.1.5 输入表面参数 060 YHgNL LZ?  
3.2 镜头数据设置 061 kTzO4s?  
3.2.1 表面类型设置 061 4F -<j!  
3.2.2 实例:切换双折射透镜光学系统表面 064 r_8;aPL  
3.2.3 定义表面注释 067 zk@s#_3ct  
3.2.4 定义曲率半径 067 =yRv *C  
3.2.5 设置厚度 068 %"#ydOy  
3.2.6 选择材料 074 r0OP !u  
3.2.7 实例:凸透镜和凹透镜系统 076 TQ~a5q  
3.2.8 膜层设置 082 0e:j=kd)NH  
3.2.9 设置净口径 084 ?hrz@k|  
3.2.10 实例:设置凸凹透镜系统表面孔径 085 hVz]' ,  
3.2.11 延伸区设置 086 >`yRL[c;  
3.2.12 机械半直径 087 '19?  
3.2.13 实例:二元面单透镜系统 087 XE0b9q954  
3.2.14 圆锥系数设置 091 F *U.cJ%  
3.2.15 TCE设置 092 ;i [;%  
第4章 光学成像镜头设计 094 wrJ" (:VZ  
4.1 光学成像系统 095 L6jwJwD  
4.1.1 物体成像原理 095 . Y!dO@$:  
4.1.2 光学透镜 095 3 l j^I  
4.1.3 光阑 096 ".pQM.T  
4.2 Zemax模型 098 d|gfp:Z`a  
4.2.1 序列模型 098 mTL`8hv?  
4.2.2 非序列模型 098 -) +B!"1  
4.3 光线追迹 099 FLG{1dS  
4.3.1 二维布局图 099 Vvv;m5.  
4.3.2 三维布局图 103 |NTqJ j  
4.3.3 实例:平行光光学系统设计 104 wZ`*C mr  
4.3.4 实例:双折射透镜光学系统 107 szqR1A  
4.3.5 实体模型图 110 hoiC J}us  
4.3.6 CAD零件图 112 zTq"kxn'  
4.3.7 实例:投影仪光学系统 112 ,CBE&g  
第5章 镜头编辑高级操作 117 w%oa={x  
5.1 表面参数设置 118 " w /Odd  
5.1.1 设置绘图属性 118 $ \!OO)  
5.1.2 设置通光孔径 119 6 !Mm")  
5.1.3 实例:设置凸凹透镜系统表面参数 120 >C5u>@%9O  
5.1.4 设置表面散射类型 122 f"4w@X2F  
5.1.5 设置表面倾斜和偏心 124 M`* BS  
5.1.6 实例:玻璃透镜系统 126 cQ`0d3  
5.2 坐标间断 128 gTLBR  
5.2.1 选择坐标间断面 128 puh-\Q/P  
5.2.2 表面旋转偏心 130 I,Jb_)H&t  
5.2.3 转折反射镜 132 oykb8~u}}  
5.2.4 实例:反射镜光学系统设计 132 jnM}N:v  
5.3 表面转换设置 134 p%#'`*<a_  
5.3.1 坐标系转换 134 2P=~6(  
5.3.2 双通系统 135 ZP0D)@8  
5.3.3 实例:玻璃透镜双通系统设计 136 q}z`Z/`/  
5.3.4 复合表面 136 X<v1ES$  
5.3.5 表面翻转 138 r&F 6ZCw  
5.3.6 转换TrueFreeForm表面 138 \0e`sOS`L  
5.3.7 改变焦距 139 %z~kHL  
5.3.8 实例:镜头组光学系统 139 $:A80(#+  
5.4 多重结构设计 143 R$Qhu xT|  
5.4.1 多重结构编辑器 143 d*U<Ww^q  
5.4.2 操作数类型 145 [e{W:7uFV  
5.4.3 实例:系统孔径多重结构设计 149 4#t-?5"  
5.4.4 热分析 151 Q/h-Kh mz  
5.4.5 共轭分析 152  BJg  
5.4.6 实例:多重结构共轭分析 152 Wn?),=WQ{  
第6章 光学系统分析 154 .Ep&O#  
6.1 光线追迹分析 155 s+=':Gcb(C  
6.1.1 光线追迹过程 155 ;Z`R!  
6.1.2 单光线追迹 156 tCw B 7 c-  
6.1.3 光迹图 156 v}IhO~`uEq  
6.1.4 基面数据 158 N9rAosO*  
6.1.5 Y-Ybar 图 159 Nz; \PS  
6.1.6 渐晕图 159 2,|;qFJY-@  
6.1.7 入射角 vs.像高 160 )$d~HA@B  
6.1.8 实例:平行光光学系统光线追迹 160 a#9pN?~  
6.2 偏振与表面物理分析 163 y(^\]-fE  
6.2.1 偏振分析 163 Tv 5J  
6.2.2 表面分析 164 k7cY^&o  
6.2.3 实例:不规则面光学系统表面分析 165 <:8Ew  
6.2.4 膜层分析 168 4_$.gO  
6.2.5 实例:屏蔽蓝光光学系统分析 169 _w'_l>I  
6.3 材料分析 172 m4'jTC$  
6.3.1 色散图 172 qmvQd8|XR  
6.3.2 玻璃图 172 6mgLeeY  
6.3.3 无热化玻璃图 173 2Je]dj4  
6.3.4 透过率曲线 173 v?%vB#A^  
6.4 输出报告 174 [r'A8!/|[  
6.4.1 表面数据报告 174 Oi-%6&}J  
6.4.2 分类数据报告 175 dt"&  
6.4.3 实例:1/4玻板光学系统偏振分析 176 7lKatk+7K  
6.5 几何像差分析 178 nI1(2a1  
6.5.1 球差 178 q1ZZ T"'  
6.5.2 实例:凸凹透镜系统球差分析 179 lJT"aXt'M  
6.5.3 彗差 179 ]M'~uTf  
6.5.4 实例:凸凹透镜系统彗差分析 180 4x#tUzb;  
6.5.5 像散 181 Vobq|Rd/%  
6.5.6 实例:凸凹透镜系统像散分析 181 8N3y(y0  
6.5.7 场曲 184 d9%P[(yM^  
6.5.8 实例:凸凹透镜系统场曲分析 184 H/={RuU  
6.5.9 畸变 186 Mq'm TM  
6.5.10 色差 186 6GqC]rd*:  
6.5.11 实例:衍射光栅光学系统色差分析 186 9b@yDq3hQ  
第7章 非序列模式设计 190 ;BKU _}k=  
7.1 非序列模式 191 N0JdU4'  
7.1.1 非序列元件编辑器 191 :3b02}b7  
7.1.2 布局图显示 193 !_B*Po  
7.1.3 实例:创建菲涅耳透镜 194 @~UQU)-(  
7.2 物体编辑 203 Ps[#z@5{x  
7.2.1 物体编辑器 203 DQaE9gmC  
7.2.2 调整物体位置 205 @7V~CNB+  
7.2.3 阵列物体 206 aUA)p}/:  
7.2.4 实例:阵列透镜 206 A5%$<  
7.2.5 合并物体 210 1EWZA  
7.2.6 创建多面体 211 *v?kp>O  
7.2.7 实例:创建六角形透镜 212 y*v|q=  
7.3 物体属性设置 217 l"jYY3N|h  
7.3.1 “类型”选项卡 217 HPJHA ,  
7.3.2 “绘图”选项卡 218 ~P;A 9A(k  
7.3.3 “光源”选项卡 219 ;K%/s IIke  
7.3.4 “膜层/散射”选项卡 221 gU NWM^n  
7.3.5 “散射路径”选项卡 222 0r8Wv,7Bo  
7.3.6 “体散射”选项卡 222 _mwt{D2r}  
7.3.7 “折射率”选项卡 222 z0#2?o  
7.3.8 实例:环形镜头 223 EbVva{;#$;  
7.4 探测器分析 227 ZmNNR 1%/  
7.4.1 探测器的形状 227 ItZYOt|Hn  
7.4.2 探测器工具 228 U~;tk@  
7.4.3 探测器查看器 229 ^H{YLO  
7.4.4 实例:GRIN透镜光学系统 229 $$"G1<EZ  
7.5 非序列光线追迹 236 &g1\0t  
7.5.1 非序列系统光线追迹方法 236 fFWi 3.  
7.5.2 定义光源模型 237 het<#3Bo  
7.5.3 光线追迹控制 239 ?:-:m'jdU  
7.5.4 Lightning追迹 240 vLyazVj..  
7.5.5 特定光线比对 240 !6@'H4cb=  
7.5.6 单光线追迹 241 Pz\K3-  
7.5.7 实例:双折射立方体成像系统 242 r\Kcg~D>  
第8章 几何光学像质评价 249 c %Cbq0+2  
8.1 几何像差分析 250 P=\{  
8.1.1 光线像差图 250 F *r)  
8.1.2 光程差图 251 g.vE%zKL  
8.1.3 光瞳像差图 252 tMp! MQ  
8.1.4 全视场像差图 252 ela^L_NhF  
8.1.5 场曲/畸变 253  (/,l0  
8.1.6 网格畸变 255 slUi)@b  
8.1.7 实例:凸凹透镜系统场曲显示 255 KB(W'M_D\  
8.1.8 轴向像差 256 Q~VM.G  
8.1.9 垂轴色差 257 2Q5@2jT  
8.1.10 色焦移 258 6N5(DD  
8.1.11 实例:衍射光栅光学系统色差显示 258 P)J-'2{  
8.1.12 赛德尔系数 260 hqmE]hwc  
8.1.13 塞德尔图 261 X;Sb^c"j1  
8.2 点列图分析 262 8T6NG!/  
8.2.1 标准点列图 262 :zPK  
8.2.2 离焦点列图 265 +F2OPIanT~  
8.2.3 全视场点列图 265 =!xX{o?64  
8.2.4 矩阵点列图 266 >eQ.y- 4  
8.2.5 实例:凸凹透镜系统点列图分析 267 ?+^p$'5  
8.3 波前差分析 268 J ou*e%  
8.3.1 波前图 268 %A=/(%T>  
8.3.2 干涉图 269 x3+ {Y  
8.3.3 实例:凹凸透镜系统球差显示分析 271 @z{SDM  
8.3.4 傅科分析 273 ]a4+]vLK  
8.3.5 对比度损失图 274 Ve&_NVPrd  
8.3.6 Zernike系数 276 ?4Rd4sIM$u  
8.3.7 Zernike系数vs.视场 276  gu[EYg  
8.3.8 实例:凹凸透镜系统球差定量分析 277 E5M/XW\E6  
第9章 物理光学像质评价 279 o5NmNOXm  
9.1 点扩散函数 280 Rqp#-04*W  
9.1.1 FFT算法 280 Z?!AJY  
9.1.2 惠更斯算法 283 , f$P[c  
9.2 MTF分析 284 L-C^7[48=  
9.2.1 FFT算法 284 k_7b0 dr%F  
9.2.2 惠更斯算法 287 }6/M5zF3  
9.2.3 高斯求积算法 288 ZL\^J8PRK  
9.2.4 实例:偶次非球面光学系统 289 Kw" y#Ys]  
9.3 RMS分析 292 Opcszq5n  
9.3.1 RMS vs.视场 292 _lwKa, }  
9.3.2 二维视场RMS图 293 bS r"k  
9.3.3 实例:衍射光栅光学系统RMS分析 294 6AG]7d<  
9.4 能量集中度分析 296 *qy \%A  
9.4.1 衍射 296 #]tDxZ] 6  
9.4.2 几何 297 iBSg`"S^]C  
9.4.3 几何线/边缘扩散 298 c&',#.9  
9.4.4 扩展光源 299 L'? aoRj  
9.4.5 实例:双折射透镜光学系统能量集中度分析 299 rxu_Ssd@"  
9.5 图像扩展分析 300 BO w[*hM  
9.5.1 图像模拟 301 >{tn2Fkg>  
9.5.2 几何图像分析 302 zdRVAcrwQ  
9.5.3 几何位图图像分析 304 #NYnZ^6e  
9.5.4 部分相干图像分析 305 A%Ka)UU+n  
9.5.5 扩展图像分析 306 YYYF a  
9.5.6 相对照度分析 307 $) "\N  
9.5.7 实例:光学系统图形模拟分析 308 otR7E+*3  
9.6 激光传播 309 v7wyQx+Q  
9.6.1 物理光学传播分析 309 8xgBNQdPT  
9.6.2 高斯光束 312 @Xl(A]w%!  
9.6.3 光纤耦合 314 'WP~-}(  
9.6.4 实例:近轴面光学系统全面衍射光学分析 315 yVmp,""a  
第10章 光学系统的优化 317 WX?nq'nr  
10.1 光学系统优化设计的过程 318 W6NhJ#M7  
10.2 手动调整 318 KYm8|]'g  
10.2.1 快速聚焦 318 >,]a>V  
10.2.2 快速调整 319 uhfK\.3  
10.2.3 滑块控件 319 u0&R*YV  
10.2.4 可视化优化器 320 9u{[e"  
10.2.5 实例:不规则面光学系统手动调整 321 |kPgXq6  
10.3 自动优化 322 jsE8=zZs  
10.3.1 评价函数编辑器 322 E2>{ seZ  
10.3.2 评价函数操作数 323 _.; PLq~0  
10.3.3 优化向导 325 GEc-<`-  
10.3.4 执行优化 327 ]?@ [Ny=0  
10.3.5 实例:凹凸透镜系统球差自动优化 328 ="& GU%$  
10.4 全局优化 331 pxTtV g.  
10.4.1 全局优化 332 KJec/qca  
10.4.2 锤形优化 332 [#uhMn^  
10.4.3 玻璃替换模板 333 s_NY#MPz[  
10.5 优化工具 333 `J,>#Y6(J  
10.5.1 寻找很好非球面 333 ^7aqe*|vm  
10.5.2 非球面类型转换 334 -^m?%_<50l  
10.5.3 库存镜头匹配 334 !?JZ^/u  
10.5.4 样板匹配 335 @e3+Gs  
10.5.5 样板列表 336 |JIlp"[  
第11章 光学系统公差分析 337 m_/U  t  
11.1 公差分析概述 338 Tty'ysH  
11.2 公差分析方法 339 Wn@oG@}~  
11.2.1 公差数据编辑器 339 $J4\jIipL  
11.2.2 公差分析向导 340 7gf(5p5ZV  
11.2.3 执行公差分析 342 giNXX jl  
11.2.4 实例:凹凸透镜系统公差分析 345 azv173XZ  
11.3 快速公差分析 347 PzSL E>Q  
11.3.1 快速灵敏度分析 347 f )T\  
11.3.2 快速良率分析 347 G|Et'k.F4  
11.3.3 实例:凹凸透镜系统快速公差分析 348 I#(lxlp"Ho  
11.4 公差数据可视化 349 S}JOS}\^j  
11.4.1 公差数据查看器 349 TS6xF?  
11.4.2 直方图分析 350 3=uhy|f! /  
11.4.3 良率分析 351 md+pS"8o;  
11.5 加工图纸与数据分析 351 }jCO@v;  
11.5.1 ISO元件图 352 A)]&L`s  
11.5.2 Zemax元件制图 352 }qECpKa0  
11.5.3 实例:二元面系统光学加工图 353 zBy} >Jx  
第12章 光学系统设计实例 356 MN2i0!+  
12.1 目镜设计 357 ZcXAqep8'  
12.1.1 定义初始结构 357 GbQi3%  
12.1.2 球差显示分析 360 J"AR3b@,$?  
12.1.3 球差定量分析 361 cgrSd99.  
12.1.4 系统自动优化 362 g8MW6Y  
12.1.5 图形模拟分析 364 rt*x[5<  
12.2 光纤耦合光学系统设计 365 0 (-4"u>?  
12.2.1 初始结构设计 366 b=lJ`|  
12.2.2 光纤耦合 371 xS1n,gTA  
12.2.3 多重结构设计 371 ]?=87w  
12.3 奥夫纳中继器光学系统设计 372 rq3f/_#L!O  
12.3.1 定义初始结构 373 I+kAy;2  
12.3.2 系统优化 375 Mn ,hmIz  
12.3.3 波前数据分析 378 G%bv<_R  
参考文献 380 /";tkad^  

hello2024 2024-11-10 22:10
ZEMAX新教程,支持一下。
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