ZEMAX光學(xué)設(shè)計超級學(xué)習(xí)手冊 作者： 林曉陽 編著 出版時間：2014年版 內(nèi)容簡介 《ZEMAX光學(xué)設(shè)計超級學(xué)習(xí)手冊》以ZEMAX 2010作為軟件平臺，詳細(xì)講解了ZEMAX在光學(xué)設(shè)計中的使用方法與技巧，幫助讀者盡快掌握ZEMAX這一光學(xué)設(shè)計工具。《ZEMAX光學(xué)設(shè)計超級學(xué)習(xí)手冊》結(jié)合作者多年的使用和開發(fā)經(jīng)驗，通過豐富的工程實例將ZEMAX的使用方法詳細(xì)介紹給讀者。全書共分為11章，主要講解了ZEMAX的使用界面和基本功能，光學(xué)像差理論和成像質(zhì)量的評價，以及各種透鏡和目鏡、顯微鏡、望遠(yuǎn)鏡等目視光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計?！禯EMAX光學(xué)設(shè)計超級學(xué)習(xí)手冊》注重基礎(chǔ)，內(nèi)容詳實，突出實例講解，既可以作為光學(xué)設(shè)計人員、科研人員等相關(guān)專業(yè)人士的工具書，也可以作為相關(guān)專業(yè)高年級本科生、研究生的學(xué)習(xí)教材。 目錄 目錄 第1章ZEMAX入門1 1.1ZEMAX的啟動與退出1 1.2用戶界面3 1.2.1窗口類型4 1.2.2主窗口介紹4 1.2.3文件菜單5 目錄 第1章ZEMAX入門1 1.1ZEMAX的啟動與退出1 1.2用戶界面3 1.2.1窗口類型4 1.2.2主窗口介紹4 1.2.3文件菜單5 1.2.4編輯菜單6 1.2.5系統(tǒng)菜單16 1.2.6分析菜單20 1.2.7工具菜單20 1.2.8報告菜單29 1.2.9宏指令菜單32 1.2.10外擴(kuò)展菜單32 1.2.11窗口菜單33 1.2.12幫助菜單34 1.3ZEMAX常用操作快捷鍵34 1.3.1放棄長時間計算34 1.3.2快捷方式的總結(jié)35 1.4本章小結(jié)36 第2章像質(zhì)評價37 2.1外形圖37 2.1.1二維外形圖37 2.1.23D外形圖38 2.1.3陰影圖39 2.1.4元件圖39 2.1.5ISO元件圖41 2.2幾何光學(xué)像質(zhì)量評價41 2.2.1特性曲線41 2.2.2點列圖43 2.2.3調(diào)制傳遞函數(shù)46 2.2.4點擴(kuò)散函數(shù)48 2.2.5波前51 2.2.6曲面52 2.2.7均方根53 2.2.8像差系數(shù)(Aberration Coefficients)54 2.2.9雜項(Miscellaneous)56 2.3能量分析61 2.3.1能量分布62 2.3.2照度62 2.4像分析64 2.4.1模擬圖像64 2.4.2雙目分析68 2.4.3計算68 2.5其他69 2.5.1玻璃和梯度折射率69 2.5.2通用圖表70 2.5.3偏振狀態(tài)71 2.5.4鍍膜(Coatings)72 2.5.5物理光學(xué)(Physical Optics)73 2.6本章小結(jié)73 第3章初級像差理論與像差校正74 3.1幾何像差與像差表示方法及像差校正74 3.1.1球差74 3.1.2慧差79 3.1.3像散85 3.1.4場曲89 3.1.5畸變95 3.1.6色差(ColorAberration)98 3.2厚透鏡初級像差103 3.3薄透鏡初級像差105 3.4像差校正和平衡方法106 3.5本章小結(jié)106 第4章ZEMAX基本功能詳解107 4.1ZEMAX 3種優(yōu)化方法107 4.1.1優(yōu)化方法選擇107 4.1.2Global Search和Hammer Optimization區(qū)別108 4.1.3局部優(yōu)化(Optimization)缺點112 4.1.4全局搜索優(yōu)勢112 4.2ZEMAX評價函數(shù)使用方法114 4.2.1優(yōu)化中的術(shù)語定義114 4.2.2評價函數(shù)方程表達(dá)115 4.2.3波前優(yōu)化方法118 4.2.4光斑尺寸優(yōu)化方法120 4.2.5角譜半徑優(yōu)化方法121 4.3ZAMAX多重結(jié)構(gòu)使用方法122 4.3.1實例一：模擬元件的變化123 4.3.2實例二：衍射級次顯示127 4.3.3實例三：分光板模擬131 4.4ZAMAX坐標(biāo)斷點使用方法137 4.4.1ZEMAX坐標(biāo)系137 4.4.2自帶坐標(biāo)斷點使用方法139 4.4.3坐標(biāo)斷點面使用方法139 4.4.4樣例一：旋轉(zhuǎn)角度的優(yōu)化方法140 4.4.5樣例二：使用坐標(biāo)斷點精確尋找主光線位置及方向143 4.4.6樣例三：坐標(biāo)返回的使用方法144 4.5本章小結(jié)147 第5章公差分析148 5.1公差148 5.1.1誤差來源148 5.1.2設(shè)置公差149 5.1.3公差操作數(shù)149 5.2默認(rèn)公差的定義150 5.2.1表面公差151 5.2.2元件公差152 5.3公差分析3種法則153 5.3.1靈敏度分析153 5.3.2反轉(zhuǎn)靈敏度分析154 5.3.3蒙特卡羅分析154 5.4公差過程的使用157 5.4.1公差分析的執(zhí)行157 5.4.2雙透鏡的公差分析160 5.5本章小結(jié)166 第6章非序列模式設(shè)計167 6.1ZEMAX中非序列模型介紹167 6.1.1模型類別167 6.1.2面元反射鏡168 6.1.3光源分布169 6.1.4棱鏡172 6.1.5光線分束173 6.1.6散射175 6.1.7衍射光學(xué)元件177 6.1.8相干模擬178 6.1.9復(fù)雜幾何物體創(chuàng)建179 6.1.10吸收分析181 6.2創(chuàng)建非序列光學(xué)系統(tǒng)182 6.2.1建立基本系統(tǒng)特性183 6.2.2創(chuàng)建反射鏡185 6.2.3光源建模186 6.2.4旋轉(zhuǎn)光源187 6.2.5放置探測器189 6.2.6跟蹤分析光線探測器190 6.2.7增加凸透鏡192 6.2.8光線跟蹤分析和偏振損耗194 6.2.9增加矩形ADAT光纖195 6.2.10使用跟隨解定位探測器198 6.2.11整個系統(tǒng)光線追跡198 6.3將序列面改成非序列物體199 6.3.1轉(zhuǎn)變NSC的工具199 6.3.2初始結(jié)構(gòu)200 6.3.3使用轉(zhuǎn)換工具202 6.3.4插入非序列光源203 6.3.5插入探測器物體205 6.4模擬混合式非序列(NSC with Ports)208 6.4.1序列/非序列模式208 6.4.2建立非序列組件211 6.4.3定義多焦透鏡212 6.4.4帶狀優(yōu)化215 6.4.5目標(biāo)局部216 6.4.6系統(tǒng)性能217 6.4.7運(yùn)行影像分析性能之優(yōu)化218 6.4.8最終設(shè)計219 6.5優(yōu)化非序列光學(xué)系統(tǒng)219 6.5.1Damped Least Squares和Orthogonal Descent220 6.5.2建立系統(tǒng)222 6.5.3評價函數(shù)223 6.5.4自由曲面反射鏡224 6.5.5優(yōu)化226 6.6本章小結(jié)228 第7章基礎(chǔ)設(shè)計實例229 7.1單透鏡設(shè)計229 7.1.1ZEMAX序列模式簡介229 7.1.2單透鏡系統(tǒng)參數(shù)231 7.1.3單透鏡初始結(jié)構(gòu)233 7.1.4單透鏡的變量與優(yōu)化目標(biāo)235 7.1.5單透鏡優(yōu)化結(jié)果分析與改進(jìn)設(shè)計237 7.2雙膠合消色差透鏡設(shè)計240 7.2.1雙膠合透鏡設(shè)計規(guī)格參數(shù)及系統(tǒng)參數(shù)輸入241 7.2.2雙膠合透鏡初始結(jié)構(gòu)242 7.2.3設(shè)置變量及評價函數(shù)244 7.2.4優(yōu)化及像質(zhì)評價245 7.2.5玻璃優(yōu)化——校正色差247 7.3牛頓望遠(yuǎn)鏡設(shè)計249 7.3.1牛頓望遠(yuǎn)鏡來源簡介及設(shè)計規(guī)格249 7.3.2牛頓望遠(yuǎn)鏡初始結(jié)構(gòu)251 7.3.3添加反射鏡及遮攔孔徑253 7.3.4修改反射鏡以提高M(jìn)TF258 7.4變焦鏡頭設(shè)計260 7.4.1變焦鏡頭設(shè)計原理介紹261 7.4.2變焦鏡頭設(shè)計規(guī)格及參數(shù)輸入261 7.4.3多重結(jié)構(gòu)實現(xiàn)變焦263 7.4.4變焦鏡頭的優(yōu)化設(shè)置265 7.5掃描系統(tǒng)設(shè)計268 7.5.1掃描系統(tǒng)參數(shù)269 7.5.2多重結(jié)構(gòu)下的掃描角度設(shè)置273 7.6本章小結(jié)276 第8章目視光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計方法277 8.1人眼光學(xué)系統(tǒng)的創(chuàng)建277 8.1.1眼睛概述277 8.1.2眼睛模型277 8.1.3使用ZEMAX創(chuàng)建人眼模型結(jié)構(gòu)278 8.2放大率與視覺281 8.2.1近距離物體成像標(biāo)準(zhǔn)281 8.2.2小型放大鏡放大率281 8.3本章小結(jié)284 第9章目鏡設(shè)計285 9.1目鏡介紹285 設(shè)計案例一：惠更斯目鏡286 設(shè)計案例二：冉斯登目鏡288 設(shè)計案例三：凱爾納目鏡290 設(shè)計案例四：RKE目鏡292 設(shè)計案例五：消畸變目鏡294 設(shè)計案例六：對稱式目鏡297 設(shè)計案例七：埃爾弗目鏡299 設(shè)計案例八：西德莫爾目鏡301 設(shè)計案例九：RKE廣角目鏡304 9.2目鏡調(diào)焦306 9.3本章小結(jié)311 第10章顯微鏡設(shè)計312 10.1技術(shù)指標(biāo)312 10.1.1基本系統(tǒng)技術(shù)要求312 10.1.2分辨率目標(biāo)和極限312 10.210倍物鏡初始透鏡形式313 10.2.1顯微鏡設(shè)計步驟313 10.2.2物鏡與目鏡的連接319 10.3本章小結(jié)322 第11章望遠(yuǎn)鏡設(shè)計323 11.1天文望遠(yuǎn)鏡323 11.1.1天文望遠(yuǎn)鏡設(shè)計步驟323 11.1.2分辨率與衍射極限328 11.2地上望遠(yuǎn)鏡328 11.3本章小結(jié)334