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Zemax 在光学设计中的应用


Zemax 在光学设计中的应用
进入 21 世纪,光学,与计算机,电子,自动化等技术融合,形成了光机电 一体的综合高新技术, 光学已经成为信息科学的信息载体之一。随着光学的蓬勃 发 展,各种光学 CAD 软件层出不穷。目前,常用的光学设计软件包括 Zemax, TracePro,ASAP,LightTools,CODEV,OSLO 等,这些软件功能强大,能够从各 个角度分析光学系统从而判断光学系统优劣性,可执行度等,是从事光学设计行 业工程师的有力工具。 Zemax 由美国华盛顿州贝尔维尤市的 Zemax 软件开发公司研制发售,它将光 学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表集成在一起,形成一套综 合性 的光学设计仿真软件。到目前为止,Zemax 已经成为当今使用最广泛的光学设计 软件之一,市场占有率达到 85%。目前 Zemax 使用群集中在光学公 司,光电研 究所,投影仪,望远镜,扫描仪等光学设计公司。 Zemax 常常被应用于各种相机镜头,显微镜,望远镜,目镜等光学镜头的设 计;各种变焦镜头,手机摄像头的设计;LCD 背光板和 LED 建模;DVD、VCD 激 光读写头;干涉仪、全息光学;各种激光器谐振腔的设计等等。 Zemax 有两个等级的版本,包括 Zemax-SE(标准版), Zemax-EE(专业版)。 使用序列性与非序列性的方法来模拟成像系统和非成像系统的反射, 折射和散射 光线追迹。序列性光线追迹的光线追迹速度快、适合 多数面的形状和性质,可 以直接优化和进行公差预算,主要针对相机镜头、望远镜镜头、显微镜头等光学 系统。而非序列主要针对非成像系统或者是复杂的形状对 象,可以对光线传播 进行更细节的分析,包括散射光或部分反射光。 Zemax 光学设计软件支持不同类型的光源,包括自定义的光源,同时提供近 60 种光学曲面面形,以及自定义的面形,包含很多玻璃库,材料库,样板库 等。 同时可以进行镀膜分析,热分析,偏振光分析,物理光学分析等。当设计好一个 光学系统之后,可以运用二维或者是三维图来观察系统结构。Zemax 还提供 了 各类像质评价指标。例如点列图,弥散斑,调制传递函数,点扩散函数,几何像 差图等。 最重要的是, Zemax 的优化功能, 可以通过改变光学系统的结构参数 来 提高系统的成像质量。


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