ZEMAX操作说明

ZEMAX光学设计软件操作说明详解Zemax是一种光学设计软件，它提供了丰富的功能和工具，用于设计和优化光学系统。

以下是对Zemax光学设计软件的操作说明的详细解释。

工具栏是软件的快速访问工具。

其中包含了一些最常用的工具按钮，例如放大、缩小、旋转和平移视图等。

您可以通过单击这些按钮来快速执行相应的操作。

设置和属性面板是对光学系统进行设置和属性调整的地方。

您可以在设置面板中设置光源的参数，例如光强和颜色。

在属性面板中，您可以对每个光学元件的属性进行调整，例如位置、形状和材料属性等。

三维视图是用于可视化整个光学系统的地方。

您可以在这里查看光线的传播路径、光束的参数和各个光学元件的位置。

通过旋转、缩放和平移操作，您可以查看整个系统的不同视角。

在操作Zemax时，您需要先创建或导入光学设计文件。

然后，按照以下步骤进行操作：2.双击光学元件或在属性面板中进行设置，例如位置、孔径、曲率和折射率等。

3.在设置面板中选择光源类型和参数，并将其添加到光学系统中。

4.在光学系统中添加或删除光学元件，例如透镜、镜面和光学器件等。

5.使用光线追迹工具来模拟光线在光学系统中的传播，并分析光线的参数，例如入射角、焦点位置和光强分布等。

6.使用优化工具来调整光学元件的参数，以优化光学系统的性能，例如最小化像差、最大化光束质量和最优化焦点位置等。

7.最后，可以通过三维视图和结果分析面板来查看和评估整个光学系统的性能和效果。

需要注意的是，Zemax是一种强大的光学设计软件，操作较为复杂。

在使用之前，建议您先阅读官方提供的操作手册和教程，熟悉软件的功能和操作方法。

此外，良好的光学基础知识也是操作Zemax的前提。

以上是对Zemax光学设计软件操作说明的详细解释。

希望能帮助您理解和使用这一软件。

目录第1章引第2章用户界面第3章约定和定义第4章教程教程1：单透镜教程2：双透镜教程3：牛顿望远镜教程4：带有非球面矫正器的施密特—卡塞格林系统教程5：多重结构配置的激光束扩大器教程6：折叠反射镜面和坐标断点教程7：消色差单透镜第5章文件菜单 (7)第6章编辑菜单 (14)第7章系统菜单 (31)第8章分析菜单 (44)§8.1 导言 (44)§8.2 外形图 (44)ZEMAX中文使用说明书ZEMAX中文使用说明书ZEMAX中文使用说明书§8.4 点列图 (54)§8.5 调制传递函数MTF (58)§8.5.1 调制传递函数 (58)§8.5.2 离焦的MTF (60)§8.5.3 MTF曲面 (60)§8.5.4 MTF和视场的关系 (61)§8.5.5 几何传递函数 (62)§8.5.6 离焦的MTF (63)§8.6 点扩散函数（PSF） (64)§8.6.1 FFT点扩散函数 (64)§8.6.2 惠更斯点扩散函数 (67)§8.6.3 用FFT计算PSF横截面 (69)§8.7 波前 (70)§8.7.1 波前图 (70)§8.7.2 干涉图 (71)§8.8 均方根 (72)§8.8.1 作为视场函数的均方根 (72)§8.8.2 作为波长函数的RMS (73)§8.8.3 作为离焦量函数的均方根 (74)§8.9 包围圆能量 (75)§8.9.1 衍射法 (75)§8.9.2 几何法 (76)§8.9.3 线性/边缘响应 (77)§8.10 照度 (78)§8.10.1 相对照度 (78)§8.10.2 渐晕图 (79)§8.10.3 XY方向照度分布 (80)§8.10.4 二维面照度 (82)§8.11 像分析 (82)§8.11.1 几何像分析 (82)§8.11.2 衍射像分析 (87)ZEMAX中文使用说明书ZEMAX中文使用说明书ZEMAX中文使用说明书§8.12.1 场曲和畸变 (91)§8.12.2 网格畸变 (94)§8.12.3 光线痕迹图 (96)§8.12.4 万用图表 (97)§8.12.5 纵向像差 (98)§8.12.6 横向色差 (99)§8.12.7 Y-Y bar图 (99)§8.12.8 焦点色位移 (100)§8.12.9 色散图 (100)§8.12.10 波长和内透过率的关系 (101)§8.12.11 玻璃图 (101)§8.12.10 系统总结图 (101)§8.13 计算 (103)§8.13.1 光线追迹 (103)§8.13.2 塞得系数 (104)第九章工具菜单 (108)§9.1 优化 (108)§9.2 全局优化 (108)§9.3 锤形优化 (108)§9.4 消除所有变量 (108)§9.5 评价函数列表 (109)§9.6 公差 (109)§9.7 公差列表 (109)§9.8 公差汇总表 (109)§9.9 套样板 (109)§9.10 样板列表 (111)§9.11 玻璃库 (112)§9.12 镜头库 (112)§9.13 编辑镀膜文件 (114)ZEMAX中文使用说明书ZEMAX中文使用说明书ZEMAX中文使用说明书§9.14 给所有的面添加膜层参数 (115)§9.15 镀膜列表 (115)§9.16 变换半口径为环形口径 (115)§9.17 变换半口径为浮动口径 (116)§9.18 将零件反向排列 (116)§9.19 镜头缩放 (116)§9.20 生成焦距 (117)§9.21 快速调焦 (117)§9.22 添另折叠反射镜 (117)§9.23 幻像发生器 (118)§9.24 系统复杂性测试 (120)§9.25 输出IGES文件 (120)第十章报告菜单 (124)§10.1 介绍 (124)§10.2 表面数据 (124)§10.3 系统数据 (125)§10.4 规格数据 (125)§10.5 Report Graphics 4/6 (126)第十一章宏指令菜单 (127)§11.1 编辑运行ZPL宏指令 (127)§11.2 更新宏指令列表 (127)§11.3 宏指令名 (127)第十二章扩展命令菜单 (128)§12.1 扩展命令 (128)§12.2 更新扩展命令列表 (128)§12.3 扩展命令名 (128)第十三章表面类型 (130)ZEMAX中文使用说明书ZEMAX中文使用说明书ZEMAX中文使用说明书§13.1 简介 (130)§13.2 参数数据 (130)§13.3 特别数据 (131)§13.4 表面类型概要 (131)§13.4.1 用户自定义表面 (131)§13.4.2 内含表面 (132)§13.5 标准面 (136)§13.6 偶次非球面 (136)§13.7 奇次非球面 (137)§13.8 近轴表面 (138)§13.9 近轴X-Y表面 (138)§13.10 环形表面 (139)§13.11 双圆锥表面 (139)§13.12 环形光栅面 (140)§13.13 立方样条表面 (141)§13.14 Ⅰ型全息表面 (142)§13.15 Ⅱ型全息表面 (143)§13.16 坐标断点表面 (143)§13.17 多项式表面 (145)§13.18 菲涅耳表面 (145)§13.19 ABCD矩阵 (146)§13.20 另类面 (146)§13.21 衍射光栅表面 (147)§13.22 共轭面 (148)§13.23 倾斜表面 (149)§13.24 不规则表面 (149)§13.25 梯度折射率1表面 (150)§13.26 梯度折射率2表面 (152)§13.27 梯度折射率3表面 (152)§13.28 梯度折射率4表面 (153)§13.29 梯度折射率5表面 (154)§13.30 梯度折射率6表面 (155)ZEMAX中文使用说明书ZEMAX中文使用说明书ZEMAX中文使用说明书§13.31 梯度折射率7表面 (156)§13.32 梯度折射率表面Gradium TM (157)§13.33 梯度折射率9表面 (160)§13.34 梯度折射率10表面 (161)§13.35泽尼克边缘矢高表面 (162)第十五章非序列元件 (162)第十七章优化 (228)第十八章全局优化 (290)第十九章公差规定 (298)第二十章多重结构 (338)第二十一章玻璃目录的使用 (345)第二十二章热分析 (363)第二十三章偏振分析 (373)第二十四章ZEMAX程序设计语言 (390)第二十五章ZEMAX扩展 (478)ZEMAX中文使用说明书ZEMAX中文使用说明书ZEMAX中文使用说明书第五章文件菜单新建（New）目的：清除当前的镜头数据。

ZEMAX操作步骤1.打开ZEMAX软件：双击ZEMAX桌面图标或从开始菜单中找到ZEMAX 图标并单击打开。

2. 创建新的工程文件：点击“File”菜单，选择“New”，然后选择工程文件类型，如“Sequential”或“Non-Sequential”等。

3. 设置工作环境：在“Settings”菜单中可以设置工作环境，如单位制和光线追迹方式等。

点击“Units”可以设置长度和角度单位，点击“Ray Aiming”可以设置光线追迹参数。

4. 在“System Explorer”中创建光学系统：点击“Object”菜单，选择“New System”，在弹出的对话框中输入系统名称。

然后，在“System Explorer”中可以看到创建的光学系统。

5.在系统中添加光学元件：双击光学系统名称，在弹出的对话框中可以选择添加光学元件，如透镜、镜面等。

选择元件后可以在对话框中设置元件的属性，如曲率、厚度和物质等。

6. 设置光源：点击“Source”菜单，选择合适的光源类型，如点光源、平行光源等。

在弹出的对话框中可以设置光源的参数，如波长、功率等。

7. 设定探测器：点击“Analysis”菜单，选择“New Detector”，在弹出的对话框中可以设置探测器的位置和尺寸。

探测器用于测量系统中的光强分布和光束参数。

8. 进行光学仿真：点击“Run”按钮，ZEMAX将按照设定的参数进行光线追迹和光学分析。

在仿真结束后，可以查看系统中的光学效果和性能参数，如光强、光斑直径和MTF曲线等。

9. 优化光学系统：通过修改系统中光学元件的参数，可以优化系统的性能指标。

点击“Tools”菜单，选择“System Explorer”打开系统的属性对话框，在对话框中可以调整元件的参数。

10. 分析结果并导出数据：通过点击“Analysis”菜单中的各种分析功能，可以查看系统的性能曲线和参数。

可以选择将分析结果保存为图像或数据文件，如TXT或EXCEL格式。

【ZEMAX光学设计软件操作说明详解】第二章用户界面概述本章介绍了对ZEMAX用户界面进行操作的一些习惯用法，以及一些常用的窗口操作的快捷键。

一旦您学会了在整个程序中通用的简单的习惯用法，ZEMAX用起来就很容易了。

在线教程中，也有逐步学习ZEMAX使用方法的例子。

视窗的类型ZEMAX有不同类型的窗口，每类窗口完成不同的任务。

这些类型有：1、主窗口：这个窗口有很大的空白空间，顶端有标题栏，菜单栏和工具栏。

菜单栏中的命令通常与当前的光学系统相联系，成为一个整体。

2、编辑窗口：有六种不同的编辑1）透镜数据编辑；2）绩效函数编辑；3）多重结构编辑；4、额外数据（ZEMAX-EE）；5）公差数据编辑；和非顺序组件编辑（ZEMAX-EE）。

3、图形窗口：这类窗口用作呈现图像数据，例如：系统图；光线扇形图（Ran fan）；光学传递函数（MTF）；曲线（Dot Spot）……等等。

4、文本窗口：用来列出文本数据，例如：指定数据、像差系数、计算数据等。

5、对话窗口：对话框是弹出窗口，不能改变大小。

对话窗口用来改变选项和数据，如：视场；波长；孔径光阑；表面类型等。

在图像和文本窗口中，对话框也被广泛地用来改变选项，比如改变系统图中光线的数量。

除了对话框，所有窗口都能通过使用标准鼠标这键盘按钮进行移动和改变大小。

如果你对这些方法不熟悉，请参考有关Windows使用的书籍或者Windows的说明书。

主窗口的操作方法主窗口栏有几个菜单标题。

大部分菜单标题与这本手册后面的章节标题相对应。

从这些章节能够找到使用每一菜单项的具体方法。

以下是菜单的标题：File：用于镜头文件的打开、关闭、保存、重命名；Editors：用作调用（显示）其他的编辑窗口；System:用于确定整个光学系统的属性；Analysis：分析中的功能不是用于改变镜头数据，而是根据这些数据进行数字计算和图像显示分析。

包括：系统图（Layout）、Ray fans，Spot diagrams，Diffraction calculations and more。

【ZEMAX光学设计软件操作说明详解】第一章简介关于本手册的说明ZEMAX有三种不同的版本：ZEMAX-SE（标准版）；ZEMAX-XE （扩展版）；ZEMAX-EE（工程版）。

这本手册涵盖了所有版本的功能，如果一些功能只在一种或者两种版本中存在，在文章中都会有标明。

如果某一种功能在ZEMAX-XE和ZEMAX-EE中能够使用，但是在ZEMAX-SE中没有，那么描述时手册中用如下文字标注出来：这一功能只在XE和EE版本中具有如果这一功能在ZEMAX-EE中具有，而在ZEMAX-XE 或者ZEMAX-SE中没有，那么描述时用下面的文子标注出来：这一功能只在ZEMAX-EE版本中具有注意，XE版本是SE版本的扩展；也就是说XE除具有SE的所有功能外，还有一些其他的功能。

同样，EE版本是XE版本的扩展。

这本手册包含微软操作系统下ZEMAX的所有三个版本。

ZEMAX@为FOCUS SOFTWARE，INC的注册商标ZEMAX能做什么？ZEMAX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的界面简单易用，只需稍加练习，就能够实现互动设计。

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。

手册中对使ZEMAX时的一些惯用方法进行了解释，对设计过程和各种功能进行了描述。

ZEMAX不能做什么？ZEMAX程序和ZEMAX说明文件度不会教您如何设计镜头和光学系统，虽然程序会在光学设计和分析中起到很多的帮助，但设计者仍然是您。

ZEMAX说明文件也不是光学设计、术语和方法论的教材，ZEMAX的使用者可以得到关于使用这一程序的技术支持，但并不包括对基本的光学设计原理的指导。

如果您对光学设计缺乏经验，您可以阅读下列目录中的书。

Author（作者） Title（书名）Bass Handbook of OpticsBorn Wolf Principle of OpticsFischer Tadic-Galeb Optical System DesignHecht OpticsKingslake Lens Design FundamentalsLaikin Lens Design，Second EditionMahajan Aberration Theory Made SimpleO Shea Elements Modern Optical Design Rutten and van Venrooij Telescope OpticsSmith，Warren Modern Lens DesignSmith，Warren Modern Optical EengineeringOptics Welford UsefulWelford Aberrations of Optics SystemsGregory Hallock Practical Computer-Aided Lens Design 最重要的是，ZEMAX不能替代工程实践。

目录第1章引言第2章用户界面第3章约定和定义第4章教程教程1：单透镜教程2：双透镜教程3：牛顿望远镜教程4：带有非球面矫正器的施密特—卡塞格林系统教程5：多重结构配置的激光束扩大器教程6：折叠反射镜面和坐标断点教程7：消色差单透镜第5章文件菜单 (7)第6章编辑菜单 (14)第7章系统菜单 (31)第8章分析菜单 (44)§8.1 导言 (44)§8.2 外形图 (44)§8.3 特性曲线 (51)§8.4 点列图 (54)§8.5 调制传递函数MTF (58)§8.5.1 调制传递函数 (58)§8.5.2 离焦的MTF (60)§8.5.3 MTF曲面 (60)§8.5.4 MTF和视场的关系 (61)§8.5.5 几何传递函数 (62)§8.5.6 离焦的MTF (63)§8.6 点扩散函数（PSF） (64)§8.6.1 FFT点扩散函数 (64)§8.6.2 惠更斯点扩散函数 (67)§8.6.3 用FFT计算PSF横截面 (69)§8.7 波前 (70)§8.7.1 波前图 (70)§8.7.2 干涉图 (71)§8.8 均方根 (72)§8.8.1 作为视场函数的均方根 (72)§8.8.2 作为波长函数的RMS (73)§8.8.3 作为离焦量函数的均方根 (74)§8.9 包围圆能量 (75)§8.9.1 衍射法 (75)§8.9.2 几何法 (76)§8.9.3 线性/边缘响应 (77)§8.10 照度 (78)§8.10.1 相对照度 (78)§8.10.2 渐晕图 (79)§8.10.3 XY方向照度分布 (80)§8.10.4 二维面照度 (82)§8.11 像分析 (82)§8.11.1 几何像分析 (82)§8.11.2 衍射像分析 (87)§8.12 其他 (91)§8.12.1 场曲和畸变 (91)§8.12.2 网格畸变 (94)§8.12.3 光线痕迹图 (96)§8.12.4 万用图表 (97)§8.12.5 纵向像差 (98)§8.12.6 横向色差 (99)§8.12.7 Y-Y bar图 (99)§8.12.8 焦点色位移 (100)§8.12.9 色散图 (100)§波长和内透过率的关系 (101)§玻璃图 (101)§系统总结图 (101)§8.13.1 光线追迹 (103)§8.13.2 塞得系数 (104)第九章工具菜单 (108)§9.1 优化 (108)§9.2 全局优化 (108)§9.3 锤形优化 (108)§9.4 消除所有变量 (108)§9.5 评价函数列表 (109)§9.6 公差 (109)§9.7 公差列表 (109)§9.8 公差汇总表 (109)§9.9 套样板 (109)§9.10 样板列表 (111)§9.11 玻璃库 (112)§9.12 镜头库 (112)§9.13 编辑镀膜文件 (114)§9.14 给所有的面添加膜层参数 (115)§9.15 镀膜列表 (115)§9.16 变换半口径为环形口径 (115)§9.17 变换半口径为浮动口径 (116)§9.18 将零件反向排列 (116)§9.19 镜头缩放 (116)§9.20 生成焦距 (117)§9.21 快速调焦 (117)§9.22 添另折叠反射镜 (117)§9.23 幻像发生器 (118)§9.24 系统复杂性测试 (120)§9.25 输出IGES文件 (120)第十章报告菜单 (124)§10.1 介绍 (124)§10.2 表面数据 (124)§10.4 规格数据 (125)§10.5 Report Graphics 4/6 (126)第十一章宏指令菜单 (127)§11.1 编辑运行ZPL宏指令 (127)§11.2 更新宏指令列表 (127)§11.3 宏指令名 (127)第十二章扩展命令菜单 (128)§12.1 扩展命令 (128)§12.2 更新扩展命令列表 (128)§12.3 扩展命令名 (128)第十三章表面类型 (130)§13.1 简介 (130)§13.2 参数数据 (130)§13.3 特别数据 (131)§13.4 表面类型概要 (131)§13.4.1 用户自定义表面 (131)§13.4.2 内含表面 (132)§13.5 标准面 (136)§13.6 偶次非球面 (136)§13.7 奇次非球面 (137)§13.8 近轴表面 (138)§13.9 近轴X-Y表面 (138)§13.10 环形表面 (139)§13.11 双圆锥表面 (139)§13.12 环形光栅面 (140)§13.13 立方样条表面 (141)§13.14 Ⅰ型全息表面 (142)§13.15 Ⅱ型全息表面 (143)§13.16 坐标断点表面 (143)§13.17 多项式表面 (145)§13.18 菲涅耳表面 (145)§13.20 另类面 (146)§13.21 衍射光栅表面 (147)§13.22 共轭面 (148)§13.23 倾斜表面 (149)§13.24 不规则表面 (149)§13.25 梯度折射率1表面 (150)§13.26 梯度折射率2表面 (152)§13.27 梯度折射率3表面 (152)§13.28 梯度折射率4表面 (153)§13.29 梯度折射率5表面 (154)§13.30 梯度折射率6表面 (155)§13.31 梯度折射率7表面 (156)§13.32 梯度折射率表面Gradium TM (157)§13.33 梯度折射率9表面 (160)§13.34 梯度折射率10表面 (161)§13.35泽尼克边缘矢高表面 (162)第十五章非序列元件 (162)第十七章优化 (228)第十八章全局优化 (290)第十九章公差规定 (298)第二十章多重结构 (338)第二十一章玻璃目录的使用 (345)第二十二章热分析 (363)第二十三章偏振分析 (373)第二十四章ZEMAX程序设计语言 (390)第二十五章ZEMAX扩展 (478)第五章文件菜单新建（New）目的：清除当前的镜头数据。

ZEMAX操作说明一、参数设置1、透镜基本参数设置①、Surf:Type这一选项表示输入面的类型，例如普通球面、柱面、镜面、渐变折射率面等。

②、Comment这一选项表示对输入面进行注解，填不填都可以。

③、Radius这一选项表示输入面的曲率半径，对于第一行输入光源来说如果是Infinity表示光源为平行光，如果输入数字a表示距离透镜第一个面距离为a的点光源。

④、Thickness这一选项表示输入相邻两个面的距离，对于一个透镜来说是透镜的中心厚度，对于两个透镜来说是两个透镜的间距。

⑤、Glass这一选项表示输入相邻两个面间的材质，可以输入玻璃、镜子、接收器，不输为空气。

⑥、Semi-Diameter这一选项表示输入光到达通光面的半径。

⑦、Conic这一选项表示输入面曲率半径的非球面系数。

2、光源基本参数设置①、GenEntrance Pupil Diameter表示入射光到达第一个面时的光斑大小，适用于光源为点光源或平行光。

Object Space NA表示入射光的数值孔径，适用于点光源。

②、Fie这一选项表示对输入光在入射面不同输入高度时的情况。

③、Wav这一选项表示对输入光的波长。

④、Lay和L3d这一选项表示输入透镜的平面图和3D图⑤、Spt这一选项表示输入光通过输入透镜后的弥散斑的大小，越小越好。

⑥、Mtf这一选项表示输入透镜的传递函数，与分辨率紧密相关。

⑦、Pre这一选项表示输入透镜的所有参数汇总表。

二、设计结果查看在Analysis一项中查看透镜像差。

初步学习在这一项中一般查看：Image Analysis，这一项中可以直观查看成像质量。

Miscellaneous，这一项中可以查看输入透镜的像差。

三、透镜优化1、双击你所需要优化的面，将其选择为Variable，须优化面后出现V2、在Editor中选择Merit Function后出现优化界面。

3、进入优化界面后，选择Tools中的第二项，出现对话框直接点OK。

Analysis menu: Layout, ISO Element DrawingI. ISO组件图 ( ISO Element Drawing ) : 能建立供光学制造商使用的表面、单透镜、双胶合透镜的ISO 10110制图。

Fig.1 在Analysis…Layout中选择ISO Element DrawingII. 设定 ( Settings ) : 对ISO组件图做设定。

Fig.2 在ISO Element Drawing的分析图形中点选Settings◎ 显示为 ( Show as )：Surface :Singlet :Doublet :Note: 以上所显示的图形为下图镜头所圈选的部分。

Analysis menu: Layout, NSC 3D LayoutI. NSC三维外形图 ( NSC 3D Layout ) : 绘制非序列组件NSC的光源和物体的三维外形图。

Fig.1 在Analysis…Layout中选择NSC 3D Layout (需在NSC with ports或NSC without ports的模式下才可使用)II. 设定 ( Settings ) : 对NSC三维外形图做设定。

Fig.2 在ISO Element Drawing的分析图形中点选Settings◎ 光线筛选器 ( Filter ) :H10 : 只画出入射到物体10上的光线。

M10 : 只画出入射到物体10之外的光线。

R4 : 只画出由物体4反射的光线。

R1&H10 : 只画出由物体1反射和入射到物体10上的光线。

Analysis menu: Layout, ZEMAX Element DrawingI. ZEMAX组件图 ( ZEMAX Element Drawing ) : 能建立供光学制造商使用的表面、单透镜、双胶合透镜或三胶合透镜的机械制图。

Fig.1 在Analysis…Layout中选择ZEMAX Element Drawing II. 设定 ( Settings ) : 对ZEMAX组件图做设定。

1）查找目录，看看是否有有关主题的章节。 2）查找索引（在本书的后面），看看有没有被提及。 3）参考“有关 ZEMAX 的常见问题”，在这一章中可以找到许多会经常性问到的问题。 4）参考“ZEMAX 举例文件”，查找一种适合你要建立的镜头的类型。如果你的问题关系到建立一个倾斜的组 件系统，那么，在你安装 ZEMAX 的目录下，有好几个这样的例子可供你参考。
力。但是，由于程序往往都非常复杂，以致于即使是一组天才程序测试员都不可能发现所有疵病。因此， Focus Software 提供了周期性的疵病矫正方案。
如果你发现很明显的疵病，请告诉我们，并隔离能引起或导致疵病的确切操作，看看这种错误是否仅 仅发生在你所正在做的镜头文件中。通常，当疵病同时也出现在程序提供的例子中时，会比较容易被发现。
请再阅读本章前面的“ZEMAX 能做什么？” 升级方针
你将会定期地收到升级通知书，通知中将列举所能获得的新的功能。升级只包含在作为年度的技术支 持和更新费用之中。
第二章 用户界面
介绍 本章描述的是 ZEMAX 用户界面中的约定，并描述了一些常用窗口操作的快捷方式。一旦你学会贯穿在
整个软件中的简单约定，ZEMAX 用起来就很方便。为了一步一步地从例子中学会使用 ZEMAX 软件，请看教程 这章。 窗口类型
技术支持的定义是：任何需要一个工程师去解决的问题。它包括通过电话、电子邮件、传真或通信等 方式所提出的关于如何使用 ZEMAX，ZEMAX 的性能，在打印或上网时遇到的问题以及报告可疑的错误。
如果你认为你已经发现了一个错误，请参阅本章中的“疵病矫正方法”。 系统要求
ZEMAX 要求 Windows 或 Windows NT 的现行版本（如 Windows 95），16 兆的系统 RAM（32M 以上更好）， 和 40 兆的可用硬盘空间。一个光盘驱动器，建筑在 Intel 或 DEC 阿尔法基础的计算机。 安装过程

首先在运行系统中开启ZEMAX，默认的编辑视窗为透镜资料编辑器(Lens Data Editor, LDE)，在LDE可键入大多数的透镜参数，这些设罝的参数包括：表面类型(Surf：Type)如标准球面、非球面、衍射光栅…等曲率半径(Radius of Curvature)表面厚度(Thickness)：与下一个表面之间的距离材料类型(Glass)如玻璃、空气、塑胶…等：与下一个表面之间的材料表面半高(Semi-Diameter)：决定透镜表面的尺寸大小以单透镜为例：1、设置系统孔径（System->General）注：F/#指的是光由无限远入射所形成的有效焦距F与近轴光线所对应的入瞳直径#的比值。

在说明问题前，首先要了解一些光学术语：A=D/f’，A表示物镜的相对孔径，D表示入瞳直径一般就是指物镜直径，f’表示物镜焦距，另外在照相机里面为了方便常常将A的倒数即f’/D作为相机上的标示值，称为光圈F（注意此处F为光圈数，区别上面所说的有效焦距F）。

现在来说明F/4的意思，即我们知道有效焦距为F，入瞳为4mm（光学里面一般以毫米为单位），假如设计时给出焦距为100mm，那么我们立即可以得到光圈数为100/4=25mm。

包括输入入瞳，选择好透镜单位等2、设置视场角（System->Filed）ZEMAX默认的视场角是即为近轴视场角，其中「Weight」这个选项可以用来设罝各视场角之权值，并可运用于优化。

3、设置波长（Wav）4、键入透镜资料建立单透镜这个例子需要建立4个表面。

The object surface（OBJ）：设罝光线的起始点The front surface of the lens(STO)：光线进入Lens 的位置。

在这例子里，这表面的位置也决定了光阑(Stop)的位置The back surface of the lens(2)：光线从Lens 出来并进入空气中的位置。

ZEMAX操作教程ZEMAX是一个可以用来设计光学系统、模拟光线传播和优化光学元件的软件。

本篇文章将向大家介绍一些关于ZEMAX的基本操作方法和一些常用功能。

希望通过这篇文章，读者可以对ZEMAX有一个初步的了解，并能够在实际使用中应用相关技巧。

在开始设计光学系统之前，我们首先需要创建一个新的光学系统。

点击菜单栏中的"File"，选择"New"，然后选择"System"。

在弹出的对话框中，输入光学系统的名称和初始物方参数。

点击"OK"后，一个新的光学系统将被创建。

接下来，我们需要添加光学元件。

点击菜单栏中的"Insert"，可以选择向光学系统中添加各种不同类型的元件，例如透镜、反射镜、衍射光栅等。

选择相应的元件后，将其拖动到视窗中的适当位置即可。

对于一些元件，还可以通过点击右键来修改其属性和参数。

添加完所有的光学元件后，我们需要设置光源和探测器。

点击菜单栏中的"Insert"，选择"Source"和"Detector"，然后将它们分别拖动到光学系统的适当位置。

通过右键点击光源和探测器，我们可以设置它们的参数，例如波长、功率、位置等。

设置完光源和探测器后，我们可以进行光线追迹仿真。

点击菜单栏中的"Analyze"，选择"Sequential Mode"。

在弹出的对话框中，选择适当的仿真参数，例如光线追迹的方式、光线数目等。

点击"OK"后，ZEMAX将自动进行光线追迹仿真，并在视窗中显示光线的传播路径和光强分布。

进行光线追迹仿真后，我们可以对光学系统进行优化。

点击菜单栏中的"Tools"，选择"Optimization"。

在弹出的对话框中，选择适当的优化方法和目标函数。

zemax光线追迹操作摘要：1.Zemax光线追迹简介2.Zemax光线追迹操作步骤3.Zemax光线追迹应用领域4.Zemax光线追迹的优势5.总结正文：Zemax光线追迹操作是一种在光学设计中广泛应用的方法，它可以帮助我们理解和评估光学系统的性能。

本文将详细介绍Zemax光线追迹的操作步骤、应用领域、优势以及如何在实际光学设计中运用。

一、Zemax光线追迹简介Zemax光线追迹是一种基于光线传播的数值模拟方法，通过追踪光线在光学系统中的传播路径，分析光学元件对光线的传播效果，从而评估光学系统的性能。

Zemax软件是光学设计领域中广泛使用的工具，它为用户提供了一系列强大的功能，包括光线追迹、光学系统优化和像差分析等。

二、Zemax光线追迹操作步骤1.创建光学系统：在Zemax软件中，首先需要创建一个光学系统，包括光学元件（如透镜、反射镜等）和光轴。

2.定义光线：根据光学系统的需求，定义入射光线的位置、角度和方向。

3.设置光学元件：为光学系统中的每个元件设置相应的光学参数，如折射率、厚度等。

4.光线追迹：点击“追迹”按钮，软件将按照设定的光线参数和光学元件参数，自动计算并显示光线在光学系统中的传播路径。

5.结果分析：根据光线追迹的结果，分析光学系统的性能，如成像质量、像差等。

6.优化设计：如有必要，可以根据光线追迹的结果对光学系统进行优化，如调整光学元件的位置、厚度等。

三、Zemax光线追迹应用领域1.光学系统设计：通过光线追迹，评估光学系统的性能，优化设计方案。

2.光学元件评估：分析不同光学元件对光线传播的影响，为光学元件选型提供依据。

3.成像质量分析：评估成像系统的成像质量，如分辨率、清晰度等。

4.光学生产过程控制：在生产过程中，利用光线追迹监测光学系统的性能变化，确保产品质量。

四、Zemax光线追迹的优势1.高效：Zemax光线追迹算法成熟，计算速度快，可快速得到光学系统的性能评估。

2.精确：光线追迹结果精确，能为光学设计提供可靠的参考依据。

ZEMAX操作说明1.界面介绍-菜单栏：包含了各种操作和设置选项。

-工具栏：提供了常用的工具按钮，方便用户进行一些快捷操作。

-设置窗口：用于设置系统参数和优化选项。

2.新建和打开文件在ZEMAX中，用户可以使用菜单栏中的“文件”选项来新建和打开文件。

选择“新建文件”可以创建一个新的ZEMAX文件，选择“打开文件”可以从计算机中打开已有的ZEMAX文件。

3.绘制模型4.设置系统参数5.添加并设置光学元件6.进行光束追迹和分析在ZEMAX中，用户可以使用“分析”菜单中的“光束追迹”选项来进行光束的追踪和分析。

通过选择适当的追踪模式和设置参数，用户可以模拟光束在光学系统中的传播路径，并分析光束的特性，如光强、入射角和相位等。

7.进行系统优化ZEMAX提供了强大的系统优化功能，使用户可以通过改变系统的参数和元件来优化系统的性能。

用户可以使用“分析”菜单中的“最优化”选项来设置和运行系统优化。

通过选择适当的优化算法和定义优化目标，用户可以找到最佳的系统参数组合。

8.生成和导出结果在ZEMAX中，用户可以使用“分析”菜单中的“生成图表”选项来生成各种图表和图像。

用户可以选择适当的数据和图表类型，如波前图、MTF曲线和瑞利判据图等。

生成的图表和图像可以导出为常见的图像格式，如BMP、JPEG和PNG等。

9.保存和导出文件在ZEMAX中，用户可以使用菜单栏中的“文件”选项来保存和导出文件。

选择“保存文件”可以保存当前的ZEMAX文件，选择“导出文件”可以将当前的ZEMAX文件导出为其他格式，如TXT、CAD和STEP等。

10.学习和使用资源总结：ZEMAX是一种功能强大的光学系统设计和分析软件，它提供了许多操作和功能，使用户能够设计和优化光学系统。

通过了解和掌握ZEMAX的主要操作和使用方法，用户可以更好地使用ZEMAX来满足光学系统设计和分析的需求。

目录第1章引言第2章用户界面第3章约定和定义第4章教程教程1：单透镜教程2：双透镜教程3：牛顿望远镜教程4：带有非球面矫正器的施密特—卡塞格林系统教程5：多重结构配置的激光束扩大器教程6：折叠反射镜面和坐标断点教程7：消色差单透镜第5章文件菜单 (7)第6章编辑菜单 (14)第7章系统菜单 (31)第8章分析菜单 (44)§8.1 导言 (44)§8.2 外形图 (44)§8.3 特性曲线 (51)§8.4 点列图 (54)§8.5 调制传递函数MTF (58)§8.5.1 调制传递函数 (58)§8.5.2 离焦的MTF (60)§8.5.3 MTF曲面 (60)§8.5.4 MTF和视场的关系 (61)§8.5.6 离焦的MTF (63)§8.6 点扩散函数（PSF） (64)§8.6.1 FFT点扩散函数 (64)§8.6.2 惠更斯点扩散函数 (67)§8.6.3 用FFT计算PSF横截面 (69)§8.7 波前 (70)§8.7.1 波前图 (70)§8.7.2 干涉图 (71)§8.8 均方根 (72)§8.8.1 作为视场函数的均方根 (72)§8.8.2 作为波长函数的RMS (73)§8.8.3 作为离焦量函数的均方根 (74)§8.9 包围圆能量 (75)§8.9.1 衍射法 (75)§8.9.2 几何法 (76)§8.9.3 线性/边缘响应 (77)§8.10 照度 (78)§8.10.1 相对照度 (78)§8.10.2 渐晕图 (79)§8.10.3 XY方向照度分布 (80)§8.10.4 二维面照度 (82)§8.11 像分析 (82)§8.11.1 几何像分析 (82)§8.11.2 衍射像分析 (87)§8.12 其他 (91)§8.12.1 场曲和畸变 (91)§8.12.2 网格畸变 (94)§8.12.3 光线痕迹图 (96)§8.12.4 万用图表 (97)§8.12.5 纵向像差 (98)§8.12.6 横向色差 (99)§8.12.7 Y-Y bar图 (99)§8.12.8 焦点色位移 (100)§8.12.10 波长和内透过率的关系 (101)§8.12.11 玻璃图 (101)§8.12.10 系统总结图 (101)§8.13 计算 (103)§8.13.1 光线追迹 (103)§8.13.2 塞得系数 (104)第九章工具菜单 (108)§9.1 优化 (108)§9.2 全局优化 (108)§9.3 锤形优化 (108)§9.4 消除所有变量 (108)§9.5 评价函数列表 (109)§9.6 公差 (109)§9.7 公差列表 (109)§9.8 公差汇总表 (109)§9.9 套样板 (109)§9.10 样板列表 (111)§9.11 玻璃库 (112)§9.12 镜头库 (112)§9.13 编辑镀膜文件 (114)§9.14 给所有的面添加膜层参数 (115)§9.15 镀膜列表 (115)§9.16 变换半口径为环形口径 (115)§9.17 变换半口径为浮动口径 (116)§9.18 将零件反向排列 (116)§9.19 镜头缩放 (116)§9.20 生成焦距 (117)§9.21 快速调焦 (117)§9.22 添另折叠反射镜 (117)§9.23 幻像发生器 (118)§9.24 系统复杂性测试 (120)§9.25 输出IGES文件 (120)第十章报告菜单 (124)§10.1 介绍 (124)§10.2 表面数据 (124)§10.3 系统数据 (125)§10.4 规格数据 (125)§10.5 Report Graphics 4/6 (126)第十一章宏指令菜单 (127)§11.1 编辑运行ZPL宏指令 (127)§11.2 更新宏指令列表 (127)§11.3 宏指令名 (127)第十二章扩展命令菜单 (128)§12.1 扩展命令 (128)§12.2 更新扩展命令列表 (128)§12.3 扩展命令名 (128)第十三章表面类型 (130)§13.1 简介 (130)§13.2 参数数据 (130)§13.3 特别数据 (131)§13.4 表面类型概要 (131)§13.4.1 用户自定义表面 (131)§13.4.2 内含表面 (132)§13.5 标准面 (136)§13.6 偶次非球面 (136)§13.7 奇次非球面 (137)§13.8 近轴表面 (138)§13.9 近轴X-Y表面 (138)§13.10 环形表面 (139)§13.11 双圆锥表面 (139)§13.12 环形光栅面 (140)§13.13 立方样条表面 (141)§13.14 Ⅰ型全息表面 (142)§13.15 Ⅱ型全息表面 (143)§13.16 坐标断点表面 (143)§13.17 多项式表面 (145)§13.18 菲涅耳表面 (145)§13.19 ABCD矩阵 (146)§13.20 另类面 (146)§13.21 衍射光栅表面 (147)§13.22 共轭面 (148)§13.23 倾斜表面 (149)§13.24 不规则表面 (149)§13.25 梯度折射率1表面 (150)§13.26 梯度折射率2表面 (152)§13.27 梯度折射率3表面 (152)§13.28 梯度折射率4表面 (153)§13.29 梯度折射率5表面 (154)§13.30 梯度折射率6表面 (155)§13.31 梯度折射率7表面 (156)§13.32 梯度折射率表面Gradium TM (157)§13.33 梯度折射率9表面 (160)§13.34 梯度折射率10表面 (161)§13.35泽尼克边缘矢高表面 (162)第十五章非序列元件 (162)第十七章优化 (228)第十八章全局优化 (290)第十九章公差规定 (298)第二十章多重结构 (338)第二十一章玻璃目录的使用 (345)第二十二章热分析 (363)第二十三章偏振分析 (373)第二十四章ZEMAX程序设计语言 (390)第二十五章ZEMAX扩展 (478)第五章文件菜单新建（New）目的：清除当前的镜头数据。

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ZEMAX光学设计软件操作说明详解找到一些资料希望对大家有用！【ZEMAX光学设计软件操作说明详解】介绍这一章对本手册的习惯用法和术语进行说明。

ZEMAX使用的大部分习惯用法和术语与光学行业都是一致的，但是还是有一些重要的不同点。

活动结构活动结构是指当前在镜头数据编辑器中显示的结构。

详见“多重结构”这一章。

角放大率像空间近轴主光线与物空间近轴主光线角度之比，角度的测量是以近轴入瞳和出瞳的位置为基准。

切迹切迹指系统入瞳处照明的均匀性。

默认情况下，入瞳处是照明均匀的。

然而，有时入瞳需要不均匀的照明。

为此，ZEMAX支持入瞳切迹，也就是入瞳振幅的变化。

有三种类型的切迹：均匀分布，高斯型分布和切线分布。

对每一种分布（均匀分布除外），切迹因素取决于入瞳处的振幅变化率。

在“系统菜单”这一章中有关于切迹类型和因子的讨论。

ZEMAX也支持用户定义切迹类型。

这可以用于任意表面。

表面的切迹不同于入瞳切迹，因为表面不需要放置在入瞳处。

对于表面切迹的更多信息，请参看“表面类型”这一章的“用户定义表面”这节。

后焦距ZEMAX对后焦距的定义是沿着Z轴的方向从最后一个玻璃面计算到与无限远物体共轭的近轴像面的距离。

如果没有玻璃面，后焦距就是从第一面到无限远物体共轭的近轴像面的距离。

基面基面（又称叫基点）指一些特殊的共轭位置，这些位置对应的物像平面具有特定的放大率。

基面包括主面，对应的物像面垂轴放大率为＋1；负主面，垂轴放大率为－1；节平面，对应于角放大率为+1；负节平面，角放大率为－1；焦平面，象空间焦平面放大率为0，物空间焦平面放大率为无穷大。

除焦平面外，所有的基面都对应一对共轭面。

比如，像空间主面与物空间主面相共轭，等等。

如果透镜系统物空间和像空间介质的折射率相同，那么节面与主面重合。

ZEMAX列出了从象平面到不同象方位置的距离，同时也列出了从第一面到不同物方平面的距离。

主光线如果没有渐晕，也没有像差，主光线指以一定视场角入射的一束光线中，通过入瞳中央射到象平面的那一条。

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设计流程与关键步骤
明确设计目标
确定光学系统的性能指标，如焦距、视场角 、分辨率等。
选择合适的光学元件
根据设计目标，选择适当的透镜、反射镜等光 学元件。
建立光学模型
利用ZEMAX等光学设计软件，建立光学系统的数 学模型。
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优化设计
通过调整光学元件的参数，优化光学系统的性能， 使其达到设计目标。
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06 ZEMAX高级功能 与应用拓展
2024/3/23
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非序列模式设计技巧
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灵活设置光源和探测器
在非序列模式中，用户可以自由定义光源和探测 器的位置、方向和属性，以模拟实际光学系统中 的复杂光线传播。
使用非序列元件
ZEMAX提供了丰富的非序列元件库，如反射镜 、透镜、棱镜等，用户可以根据需要选择合适的 元件进行建模。
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软件背景及发展历程
创立初期
ZEMAX软件最初是由美国Focus Software Inc.公司开发，专注于 光学设计领域。
发展壮大
随着光学行业的快速发展， ZEMAX软件不断更新迭代，逐渐 成为光学设计领域的标准工具。
收购与整合
2018年，ZEMAX被美国Radiant Vision Systems公司收购，进一 步整合资源，拓展应用领域。
偏振光优化
ZEMAX的优化算法同样适用于偏振光系统 ，可以对系统进行优化以提高偏振性能。
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激光束传播模拟技术
激光束建模
ZEMAX支持激光束的建模和分析，用户可以定义激光束 的波长、功率、光束质量等参数。
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激光束追迹
通过激光束追迹功能，可以模拟激光束 在光学系统中的传播过程，并分析光束 形状、功率分布等特性。