张玲——ZEMAX论文

1、课程论文首页院、系（部）物理学与电子信息工程系专业电子科学与班级学号120091002166姓名张玲任课教师曾更辉课程名称光电子器件仿真设计论文题目激光压缩镜的设计成绩评语签字：年 月日复核人息见签字：年 月日激光压缩镜的设计张玲( 120091002166 )中文摘要：ZEMAX是一个使用光线追迹的方法来模拟折射、反射、衍射、偏振的各种序列和非序列光学系统的光学设计和仿真软件。ZEMAX的光学设计功能体现在使用序列模式设计传统的光学成像系统，平衡优化成像系统的相差，分析评价成像系统的像差，分析评价成像质量，给光学系统分配合适的公差等方面。本文通 过设计一个激光压缩镜加深对该软件的应用。关键词

2、：1ZEMAX ,压缩镜，仿真，优化Word资料一、课程设计目的与背景4二、课程设计基本要求4三、设计方案仿真41、打开 Zemax 软件 42、设置参数 43、计算设置压缩镜结构参数 54、镜头数据编辑 Lens data 参数如下： 55、设置优化函数 56、进行优化 tools->Optimization 67、优化后的各参量的变化 68,系统描述 8四、设计总结9、课程设计目的与背景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、公差以及报表整合在一起。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

3、、快速、容易使用等优点，与其它软件不同的是 ZEMAX 的 CAD 转文件程序都是双向的，如 IGES、 STEP、 SAT等格式都可转入及转出。而且ZEMAX可仿真 Sequential 和Non-Sequential的成像系统和非成像系统。通过几天的专业课程设计，让我们掌握了Zemax软件最基本的使用方法和基本的光路设计步骤，也加深了对基础知识的理解，加强了分析设计能力， 培养了我们科学严谨的态度。本课程设计通过单透镜、双镜头系统设计的训练，学会了如何 键入 wavelength 、Lens data ,产生 ray fan , spot diagrams ,定义 thickness so

4、lve 以 及variables ,执行简单光学设计最佳化。并通过设计一个Galilean 激光压缩镜加深对该软件的应用。二、课程设计基本要求要求设计无焦 5X光学压缩镜镜，要求 2个透镜，输入激光1053nm , 100mm光斑输入，20mm 光斑输出，使用球面透镜，价格便宜的玻璃，尺寸紧凑，光程差PTV<=0.1 波长。1、打开Zemax软件2、设置参数(1 )点击设置 general 参数如下:(2 )设置光波长Wavelengths参数如下:3、计算设置压缩镜结构参数(1) 玻璃材料选取最为常见的BK7材料，折射率为1.5168;(2) fl为正透镜，选取双凸透镜，初始R无穷大，

5、透镜厚度为 8mm ;(3) f2为负透镜，选取平凹透镜，初始R无穷大，透镜厚度为 9mm ;(4) 透镜之间的距离 d=250mm4、镜头数据编辑Lens data参数如下：Hit 的m flstitns5、设置优化函数 Fueij* I4iUr. 2. 22713JK+001upex 筌rirpesurrE3iM1 S.EA10i.MMOa0. OOOOOO!O.CiCOCiOO2 riosIiHFS3 ELWKELUKDelaulc. iterlu iuncilarLi BKS ware Ironic- ceniold C-Q 3 rings 6 atrns4 ELKHELBKNofeu

6、J- ei.x: tliiG口unn Cijgq.da.ry qr.5 BINKBLUKNd dffiullt glfis thiekns? facimdary const mintsBLUE“E&nes rat xiaid 1.OPIpXL。口口。0。0. ooooaot0.33E711S (I9DXDPDXJLo.oooooaq. o oo oca口.7071073 CIVE'XOPIGC1O.OOMOOCL OOOMO0.J4JLM56、进行优化tools->Optimization7、优化后的各参量的变化(1)二维图如下：1,'- .:L-:/ /-LFi

7、YOUTF卮二：TRKI 1 J 2013一口4FIL LENGTH27 .G0S30 MHL 匚 Nl5nHE . ZMXCONFIGURf TILiN 1 OF 1(2) RayAberration像差图如下:(3) Optical Path 光程差图如下:口丁匚HL PATH 门二FFFEEH匚二RAFMt1X0工LHAuTM3HHSURFACE：inn.-rLENSONE.ZMX,0NRICURF-l ION L OF 18,系统描述(1 )透镜数据：GENERAL LEMS DATA:SurfacafStopSysten Aperture:rance Pupil Diw匕qr =10

8、0Glass CatalogsRay Aiding:SCHOTT:OftApodization:Uni for*, factor 0.00000I+000E £ fectivs1 engith:49.Q2975 (in air atsystess tmpigT刍tu：re sxid pre 5 sux e)E f fect-ive Foca-1 Lengtlx Back Focal Length.Total Track linage Space F/：g Paraxial Working F/fl Working F/# Image Space NA Object Space MA

9、Stop Etaditis Paraxial Tmage Height Paraxial M. Hntirance Pupil DE st皿包匕白£ Eiitrance Pupil Position Exit Pupil Diaiaecer Exit Pupil P'OS.lt,i&n Field Type Mg3<Tmum Field PrimsKy Wav& Lens Units Angulme Magnifieation：49,0E975 (in Image:Z9.999ZZ;297:0.4902975:0.490Z975:Ok 707091:0.7140004:5e-009:50：0：0i100:0:8.225992:4.032401:Angle m degrees:0:1.053:Hillimettrs:0space)(2)边缘厚度数据:EDGE TH工匚：KNES3 口瓦TA;Sui: £Z250.47SL&4mll_2St>S4749,7726£20-0000010IMA-OOOOiO四、设计总结通过设计，仿真结