Zemax-Case

前言

此笔记创建于2022年春，最初目的只是方便期中期末复习，2年后回头看来，毫无体系与章法可言，有些内容查看起来也很不方便。现借助Hexo将此Markdown笔记进行重新整理与补充，方便大家随时翻看。

第0章如何导入CODEV Design

第1章纵向像差和准直镜设计

设计指标：

基本流程：

双胶合系统[4-8]:

改变参数
评价函数设置：
优化：
厚度调整（方便加工）
对样板：

第2种方式最好
换玻璃，锤优化

评价函数：

矫正球差和色差：

TRAY: Transverse aberration y direction measured in image space at the wavelength defined by Wave with respect to the chief ray.

AXCL: Axial color, measured in lens units for focal systems and diopters for afocal systems. This is the image separation between the two wavelengths defined by Wave1 and Wave2. If Zone is zero, paraxial rays are used to determine the paraxial image locations. If Zone is greater than 0.0 and less than or equal to 1.0, real marginal rays are used to determine the image locations. In this case, Zone corresponds to the Py coordinate of the real marginal ray.

双分离透镜设计[4-2]：

释放变量：

评价函数：

优化：

存在球差，再修改权重，消球差：

第3章二级光谱及复消色差航拍物镜设计

长焦双胶合消色差物镜（参考[DB-7]）：

修改基本参数（视场角，焦距）

需要进行复消色差：

传递函数

选用反常材料

设计流程：
释放变量：
设置评价函数：
换玻璃，锤优化：

优化结果：

第4章 Cooke与Tessar 物镜设计

stop面（多选用附加光阑）的设置：
入瞳和出瞳：

查看入瞳和出瞳的大小和位置：

或者采用system data查看：

案例1：

设置评价函数：
查看入瞳和出瞳位置：

也可以使用：ctrl + shift + s

主光线和上下光线：

Ray Fan:

案例2：

CK-B：

Merit Function设置：

Wave：2号为绿色，3号为红色，1号为蓝色

RANG(Ray angle in radians with respect to Z axis. The angle is measured with respect to the local Z axis):绿颜色光最大主光线打在1号面的视场角是26.731°

EFFL:有效焦距

PMAG(Paraxial magnification):垂轴放大率

REAR(Real ray radial coordinate in lens units at the surface “Surf”.):绿颜色光最大主光线打在11号面（像面）的位置在哪里（看像高）

TTHI:0到10面的距离（物面到像面）10包括10到11面的距离

VL:镜头总长

OPLT(operand less than)：13行的值小于12

CTGT:第8面中央厚度超过15

OD:物距

DIMX：最大畸变量（Absolute:0->百分比；1->绝对值）

24~30：(CA:中央空气；EA:边沿空气；CG：中央玻璃；EG:边沿玻璃)

光线瞄准：

案例3：

案例4：

案例5：

第5章双高斯物镜及其变形物镜设计

相对照度（relative illumination)

拦光之后，照度会下降（最后使用，会产生渐晕）

换玻璃操作：

System Explorer -> Material Catalogs
Material Catalog(F4)

model material

再进入System Explorer -> Material Catalogs删除被替换的材料
最后将Model改为Fixed

案例1[P377-4]：

释放Semi-Dia
修改参数（相对孔径 (D/F)的倒数 (f/D)被称为光圈系数 (f)，被标刻在镜头的光圈环上。）

修改视场角w:

修改焦距（Make Focal Length）
Wavelength Data
释放Radius和Thickness
调取评价函数：
Local Optimization:

再次换玻璃
Hammer Optimization:
Ray Aiming:
调整stop,并固定，再次优化
拦光操作(减小Semi-Dia)

照度下降：

案例2：

调节视场像高：
设置波长：

本设计中要求通过改变透镜组之间的空气间隔使得系统在75-125mm范围变焦，采样3个焦距点：75，100，125mm，获得这个变焦系统3个状态。(变焦系统相当于多个定焦系统组成)
打开Multiple Configuration Editor
释放变量：
调取Merit Function:
输入焦距和权重：
优化：
3D Layout:

Setting:
调节semi-diameter:

案例3：

第6章远摄物镜设计

基础知识：

远射比：

如何实现远射比小于1？
主面和焦面：
远射物镜结构：
远射物镜的光学模型：

案例1：

修改焦距，孔径，视场
设置变量
设置评价函数

后组设计：

将以上数据输入：
加载已有的评价函数：
修改整体孔径值：
设置评价函数并优化：
替换玻璃：

进行Hammer优化

第7章反远摄物镜设计

获得大视野：
反远摄物镜：
结构示意图：
前后组焦距推导：
前后组相对孔径推导：
案例1：

修改光圈数和焦距：

玻璃库添加：http://www.optzmx.com/thread-22474-1-1.html

第8章显微系统设计

100x显微系统设计

录入数据：
- 录入物镜指标：
物镜指标输入完毕：
- 录入目镜指标：
打开物镜文件，插入目镜：

修改数据：
加载评价函数：

物镜10倍放大：

EFLY：某部件的焦距(2-7目镜焦距)

目镜放大：

释放变量：

优化至评价函数达标：

锤优化：

检查是否达标：
非序列型设计：

注意输入A’坐标:
转化成等效平板优化：
- 修改Merit function、优化:
- 将等效平板改换成半五角棱镜：
  - 录入数据
    
    调出Half_penta:

第9章望远系统设计

案例一：折射型望远系统中倒像

输入数据：
调节入瞳、视场、波长：
加入等效平板：

注意口径D = 40mm:
- Merit Function:
  - 释放变量：
换平板，加入第一个棱镜：
- A’坐标：
  
  输出光轴绕x轴旋转180°
  
  修改参数：
- 打开non-sequential编辑器：
  
  输入Material为BK7，打开Shaded Model:
  
  棱镜过小，需要调节scale:
  
  大小调节完毕，需要转动棱镜：
加入第二个棱镜：

出射点P’坐标（输出光轴与最初入射时方向相同，因此Exit Tilt X = 0，最终输出点的z轴方向相对于输入点应为0.1）：

打开Non-Sequential:

ctrl+insert:
- 旋转棱镜：

案例二：反射型望远系统（牛顿望远镜设计）

查看足迹图：

实例操作：

设置口径、视场角、波长：

设置抛物镜和反射镜：
- 打开3D Layout，调整光线数量，便于观察：
- 拦光调整
- 拦截效果：
  
  传递函数恶化：
修改反射镜：
- 查看4号面足迹图：
  1. 增加视场：
  2.设置查看面：
- 查看3D图后，修改第1面拦光：

第10章 f-θ扫描系统设计

案例：二维f-θ扫描物镜

设计要求：
一维f-θ扫描物镜设计【FT-10】-A：

F:17
- 调取Merit Function:
- 优化：
- ==厚度圆整==
插入正交振镜：
==设置第一个绕x轴的振镜==：
- 设孔径和波长
- 设定视场（固定Semi-Diameter的原因）
- 插入参考面，设置全局坐标
- 在第2面(Stop面)处Add Fold Mirror（第1个振镜）
- 设置x轴振镜的形状
==设置第二个绕y轴的振镜==：
- 在第5面插入空行，设置成振镜：
- 设置y轴振镜的形状
多重组态振镜扫描角度设置：

1.在mirror上下各插一个空行，更改Surface Type：

2.设置多重组态：

ctrl+shift+ins:
- 查看Footprint:
  
  所有组态:
再设置第2个振镜：
- 设置多重组态：
- 6组态足迹图：
调取二维f-θ评价函数：

RAGY：全局坐标下的Y轴坐标

刷新Merit Function:
- 优化：
- 修改光束截面：