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《光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)___zamax》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)（Zemax初學(xué)手冊）蔡長青ISUAL計(jì)畫團(tuán)隊(duì)國立成功大學(xué)物理系（第一版，1999年7月29日）前言 整個中華衛(wèi)星二號“紅色精靈”科學(xué)酬載計(jì)畫，其量測儀器基本上是個光學(xué)儀器。所以光學(xué)系統(tǒng)的分析乃至于設(shè)計(jì)與測試是整個酬載發(fā)展重要一環(huán)?！ ∵@份初學(xué)手冊提供初學(xué)者使用軟體作光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)練習(xí)，整個需要Zemax光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟體。它基本上是Zemax使用手冊中tutorial的中文翻譯，由蔡長青同學(xué)完成，并在ZemaxE.E.7.0上測試過。由于蔡長青同學(xué)不在參與“紅色精靈”計(jì)畫，所以改由黃曉龍同學(xué)接
2、手進(jìn)行校稿與獨(dú)立檢驗(yàn)，整個內(nèi)容已在ZemaxE.E.8.0版上測試過。我們希望藉此初學(xué)手冊（共有七個習(xí)作）與后續(xù)更多的習(xí)作與文件，使團(tuán)隊(duì)成員對光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有進(jìn)一步的掌握。（陳志隆注）(回內(nèi)容綱目)習(xí)作一：單鏡片(Singlet) 你將學(xué)到：啟用Zemax，如何鍵入wavelength，lensdata，產(chǎn)生rayfan，OPD，spotdiagrams，定義thicknesssolve以及variables，執(zhí)行簡單光學(xué)設(shè)計(jì)最佳化?！ ≡O(shè)想你要設(shè)計(jì)一個F/4單鏡片在光軸上使用，其focallength
3、為100mm，在可見光譜下，用BK7鏡片來作?！ ∈紫冉谐鯶EMAX的lensdataeditor(LDE)，什么是LDE呢？它是你要的工作場所，譬如你決定要用何種鏡片，幾個鏡片，鏡片的radius，thickness，大小，位置……等?！ ∪缓筮x取你要的光，在主選單system下，圈出wavelengths，依喜好鍵入你要的波長，同時可選用不同的波長等?，F(xiàn)在在第一列鍵入0.486，以microns為單位，此為氫原子的F-line光譜。在第二、三列鍵入0.587及0.656，然后在primarywavel
4、ength上點(diǎn)在0.486的位置，primarywavelength主要是用來計(jì)算光學(xué)系統(tǒng)在近軸光學(xué)近似(paraxialoptics，即first-orderoptics)下的幾個主要參數(shù)，如focallength，magnification，pupilsizes等?！ ≡賮砦覀円獩Q定透鏡的孔徑有多大。既然指定要F/4的透鏡，所謂的F/#是什么呢？F/#就是光由無限遠(yuǎn)入射所形成的effectivefocallengthF跟paraxialentrancepupil的直徑的比值。所以現(xiàn)在我們需要的aper
5、ture就是100/4=25(mm)。于是從systemmenu上選generaldata，在apervalue上鍵入25，而aperturetype被default為EntrancePupildiameter。也就是說，entrancepupil的大小就是aperture的大小?！ 』氐絃DE，可以看到3個不同的surface，依序?yàn)镺BJ，STO及IMA。OBJ就是發(fā)光物，即光源，STO即aperturestop的意思，STO不一定就是光照過來所遇到的第一個透鏡，你在設(shè)計(jì)一組光學(xué)系統(tǒng)時，STO可選在任
6、一透鏡上，通常第一面鏡就是STO，若不是如此，則可在STO這一欄上按滑鼠，可前后加入你要的鏡片，于是STO就不是落在第一個透鏡上了。而IMA就是imagineplane，即成像平面?；氐轿覀兊膕inglet，我們需要4個面(surface)，于是在STO欄上，選取insertcifter，就在STO后面再插入一個鏡片，編號為2，通常OBJ為0，STO為1，而IMA為3。 再來如何輸入鏡片的材質(zhì)為BK7。在STO列中的glass欄上，直接打上BK7即可。又孔徑的大小為25mm，則第一面鏡合理的thickn
7、ess為4，也是直接鍵入。再來決定第1及第2面鏡的曲率半徑，在此分別選為100及-100，凡是圓心在鏡面之右邊為正值，反之為負(fù)值。而再令第2面鏡的thickness為100。 現(xiàn)在你的輸入資料已大致完畢。你怎么檢驗(yàn)?zāi)愕脑O(shè)計(jì)是否達(dá)到要求呢？選analysis中的fans，其中的RayAberration，將會把transverse的rayaberration對pupilcoordinate作圖。其中rayaberration是以chiefray為參考點(diǎn)計(jì)算的?？v軸為EY的，即是在Y方個的aberratio
8、n，稱作tangential或者YZplane。同理X方向的aberration稱為XZplane或sagittal?！ emax主要的目的，就是幫我們矯正defocus，用solves就可以解決這些問題。solves是一些函數(shù)，它的輸入變數(shù)為curvatures，thickness，glasses，semi-diameters，conics，以及相關(guān)的parameters等。parameters是用來描述或補(bǔ)足輸入變數(shù)so
