-
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
< br>、设置系统孔径（
System->General
）<
/p>
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
< br>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
< br>）
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<
/p>
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。<
/p>
The object surfa
ce
（
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。
The image surface(IMA)
：光线追迹最
后停止的位置，不可以在
IMA
这个
之后设
罝任何的表面。这个位置上并非存真实的表面，而是一个哑的表面。
（注：游标移到「
IMA
」并按下按键盘上的
Insert
键，即可产生「
2
」这个面）
5
、设置透镜参数
1
、输入材料，首先设罝
Lens
的材料为假定为「
BK7<
/p>
」
，将游标移到第
1
面的
Glass
栏，键入
BK7
并按
Enter
。
2
、输入厚度，
Lens
的厚度由第
1
面的
Thickness
栏来设罝，这个栏是指表面
的中心点沿着光轴到下一个面的距离。
3
、输入曲率半径，正值表示曲率中心点在
表面的右边，负值表示曲率中心点在
表面的左边
4
、
「
IMA
」
的位置就是设在
Lens
的焦距上，
所以距离
Lens
大约
100
mm
左右，
直接在第
2
面「
2
」的「
Thickness
」栏键入
100
，即表示在
Lens
后面
100 mm
的位置就是下一表面的位置，也就是「
IMA
」面的位置。
6
、评估系统性能
在
ZEMAX
中有很多分析功能可评估系统的质量好坏，其中一个最常用的分析
工具是光线扇形图
(Ray
fan
plot)
。可以点击「
Ray
」这个按钮或透过菜单<
/p>
Analysis->Fans->Ray
Aberration
来开启这个功能。
在点击之后会出现一个视窗，显示各光线与主光线
(Chief
Ray)
的光线象差
(Ray
abe
rrations)
，左边的图是显示
Y
或正切方向的光线象差，右边的图是显示
X
或
弧矢方向的光线象差。
这个分析图表是以
0.588
microns
为主波长，其线型在原点附近斜率不为零，表
示产生离焦现象
(Defocus)
。
7
、使用解
为了定标离焦
(Defocus)
，<
/p>
透过调整第
2
面
「
2
」
到
IMA
面的距离
（焦距＝
100mm
）
来解决这个
问题。
Solves
是一个特别的功能，主要是针对特定
ZEMAX
的参数
进行动态调整，以符合某
些特别的情况
先要点击第
2
面的
Thickness
后，单击鼠标右键，将会出
Solve
的设罝视窗。
在「
Solve
Type
」里选择
Marginal
Ray
Height
，然后敲点「<
/p>
OK
」即可发现
LDE
视窗第
2
面的「
Thickness
」由<
/p>
100
改变为
96
，并且会出现「
M
」的记号。在
次点击
「
Ray
」这个选钮显示光线扇形图
(
Ray fans plot)
，可发现像差线条已由原
本的斜
线变为
S
的形状，而这表示此
Lens
有球差
(Spherical
aberration)
。
此时在观察扇形图，已有所改善
8
、设置优化
我们希望使用优化来修正这个例子的质量。
除基本设计的形式之外，
< br>优化需要两
个附加项：
设罝允许变动的参数，
让
ZEMAX
可自由地在允许的范围内调整这
个参数，以设计出更好系统。
在数学上的观点上，需要设罝优化函数
(Merit
function)
的描述，意即评估系统优劣的指标。
这个例子内有
3
< br>个参数适合被改变而来进行优化，
包括两个表面的曲率半径以
及透镜到「
IMA
」面的距离。只要将游标移至第
1
面「
STO
」及第
2
面「
２」
的「
Radius
」栏及第
2
面的「
Thi
ckness
」栏点击并按
Ctrl+Z
或按鼠标右键选，
在
「
Solve
Type
」
选
Variable
这个选项。
如此各个选项之后将出现
「
V
」
的字样。
9
、建立绩效函数
优化函数
(Merit
function)
被定义于优化函数编辑器
(Merit
function Editor,
MFE)
。
单击键盘的
F6
或点击菜单的
Editors->Merit
Function
即可开启编辑视窗
(MFE)
。
< br>
从
MFE
点击
Tools->Default
Merit
Function
会出现
一个
Default
Merit
F
unction
的视窗，点击「
Reset
」后再点击「
OK
」
。后面我们还会说明这个视窗的相关
设罝，现在先以默认条件进行优化。<
/p>