ZEMAX光学设计软件应用训练实验报告

东莞理工学院

ZEMAX光学设计软件应用训练实验报告

学院： 指导老师 实验课程名称 实验项目名称 年级专业班级： 光学设计软件应用训练 实验一：镜头设计——双镜片的构造与测试部分 姓名： 成绩 学号： 一、实验目的： 熟悉Zemax的光学优化设计功能； 熟悉Zemax中关于光学性能分析的几种像差参数； 二、实验内容： 设计双胶合镜片镜头。 利用Zemax软件优化并测试该镜头的光学性能。 三、实验器材： pc机一台 Zemax软件 Zemax Manual一册（英文版） 四、实验步骤 1、运行zemax。 2、输入波长数据：选择“系统（System）”菜单下的“波长（Wavelengths）”。屏幕中间会弹出一个“波长数据（Wavelength Data）”对话框。用鼠标在第二和第三行的“使用（Use）”上单击一下，将会增加两个波长使总数成为三。在第一个“波长”行中输入0.486；在第二行的波长列中输入0.587；在第三行输入0.656。“权重（Weight）”让所有的权为1.0，单击OK。 3、输入镜片数据：定义一个孔径，选择“系统”中的“通常（General）”菜单项，出现“通常数据（General Data）”对话框，单击“孔径值（Aperture Value）”一格，输入一个值：25。 插入面，只需移动光标到像平面（最后一个面）的“无穷（Infinity）”之上，按INSERT键（Edit菜单里面也有insert操作）。 移动光标到第一面的“玻璃（Glass）”列，输入“BK7”并敲回车键，厚度列输入4，半径是100。 移动光标到第二面的“玻璃（Glass）”列，输入“SF1”并敲回车键，厚度3，半径-100。 移动光标到第三面厚度100，半径-100。 注意缺省的单位是毫米。 4、光学性能分析：选择“分析（Analysis）”菜单，然后选择“图（Fan）”菜单，再选择“光线像差（Ray Aberration）”。得到光线特性曲线图，光线特性曲线通过原点的倾斜表示有离焦现象存在。 5、优化离焦：在第2面的厚度上双击，弹出solve对话框，显示“固定”，在下拉框上单击，将solve类型改变为“边缘高度”，点击OK。从光线特性曲线窗口菜单，单击“更新”。离焦已消失，主要的像差是球差。 6、优化像差：将光标移到第1面的半径这一列，然后按ctrl-z，出现“v”表示一个可变的参量。再在第2，3面半径以及第3面的厚度上设置变化的标志。 定义“评价函数”，选择“编辑”菜单下的“评价函数”，出现一个表格。选择“工具”菜单下的“缺省评价函数”点击reset，然后OK。 第1行中的任何一处点击鼠标，使光标移到评价函数编辑的第一行，按下insert插入新一行。在“type”列下输入EFFL然后按回车。光标移到“target”列输入100然后按回车。“权重”输入1。 现在从主菜单条中选择“工具”菜单下的“最佳化（Optimization）”，会显示最佳化工具对话框。注意“自动更新（Auto Update）”复选框。然后单击“自动（Automatic）”，ZEMAX会很快地减少评价函数。单击“退出（Exit）”关闭最佳化对话框。如下图 7.离轴特性：选择“系统”“field” 得到“field data”对话框，单击第2、3行的“use”选择3个视场，y视场列的第2行输入7，第3行输入10，其他为0。 选择“系统”“更新”，得到光学特性曲 线图，如下图所示。 选择“analysis”，“miscellaneous”，“field curv/dist”场曲线如图所示。