Zemax实验一答疑

1、Zemax实验一答疑1. 视场设置1.1 Angle(Deg)：角度，直接设定物方光束主光线与光轴的角度，多用于无限共轭平行光条件下（物处于无限远处）；注：在zemax中表示为x-fields角ax和y-fields角ay，计算公式如下，tanax=cosa/cosg；tanay=cosb/cosgcosa、cosb 、cosg分别是光线在x、y、z轴的方向余弦，a、b、g分别为光线与x、y、z轴的方向角，如图所示： 图1 方向余弦 图2 a=90cos=ar=aa2+b2+c2;cos=br=aa2+b2+c2;cos=cr=aa2+b2+c2ax=0，则tanax=0，及a=90，光线在z

2、y面内，tanay=b/c，ay角为主光线和z轴的夹角，因此在zemax视场（fields）设置中，角度一般在y-fields中设置具体角度值，同时x-fields设置为0，其也对应子午面中的夹角，同理在x-fields中设置具体角度值，同时y-fields设置为0，其对应弧矢面。1.2 Object Height:物高，设定被成像物体的尺寸大小，此时系统必须为有限共轭才可用（物距非无限远）。大多有限远物体成像系统常用这种视场类型。1.3 Para. Image Height： 使用近轴光束定义系统成像的像面大小，当设计的系统有固定的像面尺寸时使用此类型，如常见的CCD或COMS成像，由于接收

3、面尺寸固定，可直接使用近轴像高来确定像面大小，软件会自动计算视场角度。近轴像高使用近轴计算方法计算，忽略系统畸变影响。适用于视场角度较小的系统。1.4 Real Image Height：实际像高，同近轴像高类似，区别在于实际像高使用实际光线计算像面尺寸，考虑畸变影响。适用于大视场广角系统。2. Layout-settings设置Layout窗口的settings设置主要是用来设定layout显示的一些相关信息：1：用来设置光学系统在layout里面显示的曲面显示曲面1-5显示曲面1-22：用来设计光学系统中显示的光线个数显示3条光线显示6条光线3：用来设定追迹的波长如果在波长设置时，设定了多

4、个波长，则在追迹时可以追迹一个波长也可以追迹全部波长4：用来设定追迹的场如果在视场设置时，设定了多个视场，则在追迹时可以追迹一个视场也可以追迹全部视场5：用来设定光线的颜色区分可以设定不同视场的光线的颜色不同；也可以设定不同的光线的颜色不同3. 关于实验一题目二中像差曲线的调取Ray Fan图：场曲和畸变图：球差图：像差曲线的解读，我会在下次理论课时给大家讲解4. 实验一题目一的光阑问题建立一套由两片平凸透镜组成的氦氖激光（632.8nm）扩束系统。玻璃材料为BK7，光阑面的直径为3mm，视场为0。光学结构如下：要求：1给出透镜编辑器的数据图、光学系统图。2. 将第一个透镜的前表面设为光阑面，

5、再根据题目的参数，给出透镜编辑器的数据图、光学系统图；对比光阑面在不同位置时，光学系统的差异。镜头数据如图所示：孔径类型设置为：Float by stop size（后面会有解释）然后就可以调整光阑面的不同，来观察不同光阑位置是，光学系统的差异，具体如下：选择曲面1为STO时的光学系统图为：此处可以尝试改变曲面1的Semi-Diameter，观察光阑大小对入射光线的限制选择曲面2为STO时的光学系统图为：曲面3为STO时的光学系统图为：注：孔径类型的区别Entrance Pupil Diameter（入瞳直径）：可用来直接确定进入系统的光束直径的大小，适用于大多数无限共轭系统。如果在题目一种，将孔径类型设置为：Entrance Pupil Diameter，那么如何改变光阑的位置，都不影响进入系统的光束，并且透镜的半径（Semi-Diameter）应设置为“自动”，由设置的入瞳直径自动调整。Image Space F#（像空间F数）：用于直接确定像空间的F数值，当系统焦距已知的情况下，可同入瞳直径相互转换。Object Space NA(物空间数值孔径)：常用于有限共轭系统，如：显微系统、投影系统等，通过直接定义物点发光角度约束进入系统的光束大小。Float By Stop Size(随光阑