光學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、現(xiàn)代光學(xué)CAD技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書指導(dǎo)老師：汪勝輝湖南文理物電學(xué)院文檔可自由編輯打印 單透鏡的設(shè)計(jì) (A Singlet)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）熟悉光學(xué)設(shè)計(jì)軟件Zemax操作界面；（2）將知道如何鍵入光學(xué)系統(tǒng)的波長（wavelength)、鏡頭數(shù)據(jù)(Lens Data)、光線像差(Ray Aberration)、fan，光程差（OPD)，點(diǎn)列圖（spot diagrams )等等。（3）確定厚度求解方法（thickness solve)和變量（variables)，執(zhí)行簡單光學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化。 二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境：（1）、硬件環(huán)境：普通PC機(jī)（2）、軟件環(huán)境：ZEMAX軟件平臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：設(shè)計(jì)一個(gè)相對孔徑F/4

2、單鏡片，在光軸上可見光譜范圍內(nèi)使用，其焦距（focal length）為100mm，全視場2為8º 用冕牌BK7來作鏡片。四、實(shí)驗(yàn)步驟：首先，運(yùn)行ZEMAX。ZEMAX主屏幕會(huì)顯示鏡片數(shù)據(jù)編輯(LDE)，可以對LDE窗口進(jìn)行移動(dòng)或重新調(diào)整尺寸，以適應(yīng)你自己的喜好。LDE有多行和多列組成，類似于電子表格，曲率半徑(radius)、厚度(thickness)、玻璃(class)和半徑口徑(Aperture)等列使用最多，其他的則在特定類型的光學(xué)系統(tǒng)中才會(huì)用到。LDE中的小格會(huì)以“反白”方式高亮顯示，即以與其它格子不同的背景顏色將字母顯示在屏幕上。這個(gè)反白條表示的是光標(biāo)，可以用鼠標(biāo)在格子上

3、點(diǎn)擊來操作。然后，系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置。開始，輸入系統(tǒng)波長，這個(gè)不一定先完成，只不過現(xiàn)在我們選定了這一步。在主屏幕菜單條上，選擇“系統(tǒng)(system)”菜單下的“波長（Wavelength)”。屏幕中間會(huì)彈出一個(gè)“波長（Wavelength Data)”對話框。ZEMAX中有許多這樣的對話框，用來輸入數(shù)據(jù)和提供選擇。用鼠標(biāo)在第二和第三行的“使用（Use）”上單擊一下，將會(huì)增加兩個(gè)輸入波長使總數(shù)成為三。現(xiàn)在，第一個(gè)“波長”行中輸入486，這是氫F譜線的波長，單位為微米。ZEMAX全部使用微米作為波長的單位?，F(xiàn)在，第二行波長列中輸入0.587，最后在第三行輸入0.656，這就是ZEMAX中所有有關(guān)輸入數(shù)據(jù)

4、的操作。這個(gè)指示器指出了主要的波長（primary wavelength），當(dāng)前為0.486微米。在主波長的第二行上單擊，指示器下移到0.587的位置。主波長用來計(jì)算近軸參數(shù), 主要是用來計(jì)算光學(xué)系統(tǒng)在近軸光學(xué)近似(paraxial optics，即first-order optics)下的幾個(gè)主要參數(shù)，如focal length，magnification，pupil sizes等。“權(quán)重（weight）”這一列用在優(yōu)化上，以及計(jì)算波長權(quán)重?cái)?shù)據(jù)如RMS點(diǎn)尺寸。現(xiàn)在讓所有的權(quán)為1.0，單擊OK保存所做的改變，然后推出波長數(shù)據(jù)對話框?，F(xiàn)在我們定義鏡片的一個(gè)口徑。這可以使ZEMAX在處理其他的事情

5、上，知道每個(gè)鏡片該被定義多大。我們設(shè)計(jì)一個(gè)F/4的透鏡，需要一個(gè)25mm的孔徑（100mm的焦距，相對孔徑F/4）。設(shè)置這個(gè)孔徑值，選擇“系統(tǒng)(system)”中的“通常（General）”菜單項(xiàng)，出現(xiàn)“通常數(shù)據(jù)（General Data）”對話框，單擊“孔徑值（Aper Value）”一格，輸入25，孔徑類型選擇“入瞳直徑（Entrance Pupil Diameter）”，也可以選擇其它類型的孔徑設(shè)置。ZEMAX模型光學(xué)系統(tǒng)使用一系列的表面，每一個(gè)表面有一個(gè)曲率半徑和玻璃。在LDE中顯示有三個(gè)面。物平面，在左邊以O(shè)BJ表示；光闌面，以STO表示；像面，以IMA表示。對我們來說，單透鏡一共四

6、個(gè)面：物平面、前鏡面（光闌面）、后表面和像面。要插入第四個(gè)表面，只需將光標(biāo)移動(dòng)像平面的“無限（Infinity）之上，按INSERT鍵。這將會(huì)在那一行插入一個(gè)新的面，并將像平面下移，新面被標(biāo)為第2面。注意物體所在面為第0面，然后才是第1、第2、第3面。現(xiàn)在輸入使用的玻璃。移動(dòng)光標(biāo)到第一個(gè)面的“玻璃（Glass）”列，即在左邊標(biāo)作STO的面。輸入“BK7”回車。ZEMAX有一個(gè)非常廣泛的玻璃目錄可用，我們所用的僅僅是BK7，ZEMAX會(huì)去查找所選定的玻璃并計(jì)算每一波長的色散系數(shù)等數(shù)據(jù)。由于透鏡的孔徑是25mm，合理的鏡片厚度是4mm。移動(dòng)光標(biāo)到第1個(gè)面的厚度列，并輸入“4”，缺省單位是毫米。現(xiàn)在

7、，需要為鏡片輸入每一面的曲率半徑值，前面和后面的半徑分別是100和-100。在第1和2面中分別輸入這些值。在這里注意符號(hào)約定。在鏡片焦點(diǎn)處設(shè)置像平面的位置，所以要輸入一個(gè)100的值，作為第2面的厚度。如何判斷鏡片是否好呢？最有用的判斷工具是光學(xué)特性曲線圖。要產(chǎn)生一幅光學(xué)特性曲線圖，先選擇“分析（Analysis）”菜單，然后選擇“圖（Fan）”菜單，在選擇“光線像差（Ray Aberration）”將會(huì)看到光學(xué)特性曲線圖在一個(gè)小窗口顯示出來。其中ray aberration是以chief ray為參考點(diǎn)計(jì)算的?？v軸為EY的，即是在Y方個(gè)的aberration，稱作tangential或者YZ

8、plane。同理X方向的aberration稱為XZ plane或sagittal。光線特性圖如圖E1-1所示。圖形以光瞳坐標(biāo)的函數(shù)形式表示了橫向的光線像差（指的是以主光線為基準(zhǔn)）。左邊的圖形Y方向的像差，右圖為XZ面上的像差。此光學(xué)特性曲線表示出了一個(gè)明顯的設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，光學(xué)特性曲線通過原點(diǎn)的傾斜表示有離焦現(xiàn)象存在。E1-1為了糾正離焦，在鏡片的后面的Solve來進(jìn)行。為了將像面設(shè)置在近軸焦點(diǎn)上，在第2面的厚度上雙擊，彈出SOLVE對話框，它只簡單顯示“固定（Fixed）”。在下拉框上單擊，將SOLVE類型改變?yōu)椤斑吘壒饩€（Marginal Ray Height）”，然后單擊OK。用這樣的求解辦

9、法將會(huì)調(diào)整厚度使像面上的邊緣光線高度為0，即是近軸焦點(diǎn)。注意第2面的厚度會(huì)自動(dòng)調(diào)整到約為96mm。現(xiàn)在，更新光學(xué)特性曲線圖看其變化，如圖E1-2所示，離焦已消失，主要的像差是球差?，F(xiàn)在是否最佳設(shè)計(jì)呢？E1-2下面要用優(yōu)化來完成本設(shè)計(jì)的工作。首先，設(shè)一些變量，然后設(shè)置設(shè)計(jì)要求（目標(biāo)Targets）或操作數(shù)（Operands）。有三個(gè)變量是鏡片的前、后曲率和第二面的厚度，這些變量可以用離焦補(bǔ)償球差。將光標(biāo)移到第一面的半徑列，雙擊，得到一下拉的選擇列，其中包括變量狀態(tài)，注意：“V”表示一個(gè)可變的變量。再在第2面半徑及厚度上設(shè)置變化的標(biāo)志。第2面的厚度變化時(shí)，它的值會(huì)覆蓋先前用求解定出的值?，F(xiàn)在給鏡片

10、定義以“評價(jià)函數(shù)（Merit Function）”。一個(gè)理想的鏡頭它的評價(jià)函數(shù)的值為0。從主菜單中選擇“編輯（Editors）”菜單下的“評價(jià)函數(shù)”，會(huì)出現(xiàn)一個(gè)表格。從這個(gè)新的窗口的菜單條上，選擇“工具（Tools）”菜單下的“ 缺省評價(jià)函數(shù)”。再在出現(xiàn)的對話框中，點(diǎn)擊Reset，然后OK，ZEMAX就會(huì)建立一個(gè)合理的缺省評價(jià)函數(shù)。它由一系列的可以使得RMS波前差最小的追跡光線組成，但這不夠，因?yàn)槌耸箯浬叱叽缱钚⊥?，還需要是鏡頭的焦距為100mm。在第一行中的任何一處單擊鼠標(biāo)，使光標(biāo)移動(dòng)到評價(jià)函數(shù)編輯的第一行，按下INSERT鍵插入新的一行?，F(xiàn)在，在“TYPE”列下，輸入“EFFL”然后按

11、回車。此操作數(shù)控制有效焦距。移動(dòng)光標(biāo)到“Target”列，輸入“100”然后按回車。其“權(quán)重（Weight）”輸入一個(gè)值：1。這就完成了評價(jià)函數(shù)的定義，可以在窗口的左上角雙擊，評價(jià)函數(shù)編輯器從屏幕中移走評價(jià)函數(shù)不會(huì)丟失，ZEMAX會(huì)自動(dòng)將它保存?，F(xiàn)在主菜單條中選擇“工具”菜單下的“最佳優(yōu)化（Optimization）”，會(huì)顯示最優(yōu)化工具對話框。在復(fù)選框中選擇自動(dòng)更新，然后單擊“自動(dòng)（Automatic）”。ZEMAX會(huì)很快減少評價(jià)函數(shù)。單擊“退出”關(guān)閉最優(yōu)化對話框。最佳化的結(jié)果是使鏡片彎曲。結(jié)果所得出的鏡片曲率使焦距大致為100mm，并且使這個(gè)簡單的系統(tǒng)具有了一個(gè)盡可能小的RMS波前差。因?yàn)镋

12、FFL限制是一個(gè)被看做與其他的像差一樣的“權(quán)重”指標(biāo)?，F(xiàn)在分析一下光學(xué)特性曲線圖研究計(jì)算結(jié)果，最佳化的設(shè)計(jì)結(jié)果的最大的像差為200微米，如圖E1-3所示。E1-3衡量光學(xué)性能的另一個(gè)方法是產(chǎn)生一個(gè)點(diǎn)列圖。選擇“分析”菜單下的“點(diǎn)列圖”選項(xiàng)，然后選其中的“標(biāo)準(zhǔn)（Standard）”,點(diǎn)列圖將會(huì)顯示在另一個(gè)窗口中。此點(diǎn)列圖的彌散大小是400微米。作為比較，艾利衍射斑的大小粗略約為6微米。另一個(gè)有用的判斷工具光程差OPD圖。這是以光瞳坐標(biāo)為函數(shù)的分布圖，選擇“分析”菜單下的“圖（Fan）”再選擇“光程（Optical Path）”。如圖E1-4所示。這個(gè)系統(tǒng)大約有20個(gè)波長波像差，大部分為焦面上的球

13、差、色球差和軸上色差。E1-4從光線圖中，明顯看出，色差是其主要像差。ZEMAX為一階色差的大小提供了另一種簡便的工具：多色光焦點(diǎn)漂移圖。這種圖形把焦距作為一種波長的函數(shù)，它指出了近軸焦點(diǎn)的變化。選擇“分析”菜單中的“多方面（Miscella-neous）”，然后再選“多色光焦點(diǎn)漂移0圖（Chromatic Focal Shift）”。如圖E1-5所示，注意縱坐標(biāo)表示波長范圍，覆蓋定義的波長段，焦距的最大變化范圍約為1540微米。對于但透鏡鏡片來說，其曲線的單調(diào)變化類型是很典型的。為了修正一階多色差，要求更換另一種玻璃材料。這就是實(shí)驗(yàn)二要解決的問題。E1-5思考題：結(jié)合附錄的常見專業(yè)英文詞匯，

14、認(rèn)真熟悉ZEMAX軟件？實(shí)驗(yàn)二 雙膠合透鏡的設(shè)計(jì) (A Doublet)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）熟悉光學(xué)設(shè)計(jì)軟件Zemax操作界面；（2）將知道如何產(chǎn)生圖層、視場曲率圖、定義視場角等等。（3）用離焦來平衡球差的方法和定義邊緣厚度求解。 二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境：（1）、硬件環(huán)境：普通PC機(jī)（2）、軟件環(huán)境：ZEMAX軟件平臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：設(shè)計(jì)一個(gè)相對孔徑F/4雙交合透鏡鏡片，在光軸上可見光譜范圍內(nèi)使用，其焦距（focal length）為100mm，全視場2為10º 用冕牌BK7和火石玻璃SF1來作鏡片。四、實(shí)驗(yàn)步驟：一個(gè)雙透鏡包括兩片玻璃，通常（但不一定）是膠合的，因此它們有一個(gè)共同的曲率，通過使

15、用兩片具有不同色散特性的玻璃，一階色差可以被矯正。也就是說，我們需要得到拋物線形的多色光焦點(diǎn)漂移圖，而不是直線的。這反過來會(huì)產(chǎn)生較好的像質(zhì)。現(xiàn)在，我們保持先前100mm焦距和在軸上的設(shè)計(jì)要求，下面將會(huì)加入視場角。如何選擇這兩片玻璃需要一些技巧，參考Smith的現(xiàn)代光學(xué)工程學(xué)（Modem Optical Engineening）里有關(guān)的例子。由于此例的目的是教你如何使用ZEMAX，而不是設(shè)計(jì)鏡片，這里只建議選擇BK7和SF1這兩種玻璃。如果你完成了剛才的例子，且單透鏡片仍然被裝載著，不需要重新輸入設(shè)計(jì)的波長。否則，需按照前面的例子所述的方法輸入波長和孔徑?，F(xiàn)在必須插入新的面，知道你的LDE窗口看

16、上去下面的表格。不是所有的列都被顯示出來。如果需要移動(dòng)光闌的位置以使第一面成為光瀾面，可以通過雙擊所要使之成為光瀾面的那一行的表面類型列，然后選擇“Make Surfase Stop”按鈕。因?yàn)樵贐K7和SF1這兩種介質(zhì)中沒有空隙，這是一個(gè)膠合透鏡。ZEMAX自己不會(huì)模擬膠合鏡片，它只能簡單地模擬使兩片不歐力相接觸。如果在先前的例子中，仍然保留了評價(jià)函數(shù)，那么，不需要重新創(chuàng)建評價(jià)函數(shù)。否則，需重新創(chuàng)建一個(gè)評價(jià)函數(shù)，包括EFFL操作數(shù)，如前一個(gè)例子所描述的。現(xiàn)在，從主菜單下選擇“工具”-“最佳化”，單擊“自動(dòng)”，評價(jià)函數(shù)會(huì)開始減小，等它停止后單擊“退出”。顯示多色光焦點(diǎn)漂移圖，看是否已有一些提高

17、（如果你的屏幕上還沒有準(zhǔn)備好，選擇“Analysis”，“Miscellaneous（各種的）”，Chromatic Focal“）。與圖E2-2類似。圖E2-2現(xiàn)在以經(jīng)減小了色差的線性項(xiàng)，二階色差占了優(yōu)勢，因此如拋物線形狀所示。注意多色光焦點(diǎn)漂移量減少為74微米。（單透鏡為1540微米）。還有另外的玻璃選擇可以產(chǎn)生好的設(shè)計(jì)。要看ZEMAX玻璃目錄中的其他玻璃類型，選擇“tools”，“Glass Catalogs”。瀏覽完目錄后單擊“Exit”，現(xiàn)在，通過在光學(xué)特性曲線窗口中選擇“Update”更新光學(xué)特性曲線圖（如果光學(xué)特性曲線窗口沒有顯示出來，則在主菜單中選擇“Analysis”，“Fa

18、ns”，“Ray Aberration”）。如圖E2-1所示。最大的橫向光學(xué)像差已經(jīng)被減小到約20微米。這對于單透鏡在200微米處來說是一個(gè)質(zhì)的提高。注意光學(xué)特性曲率圖原點(diǎn)處的斜率對于每一個(gè)波長相對離焦也很小的，但是斜率不為0。這隱含了離焦被用來平衡球差的意思。有S形彎曲的光學(xué)特性曲線是典型的用離焦平衡球面鏡片的例子。E2-1現(xiàn)在已經(jīng)設(shè)計(jì)了一個(gè)具有較好的性能特征的鏡片，鏡片看上去怎么樣呢？選擇“Analysis”，“Layout”，“2D Layout”，一個(gè)簡單的鏡片的二維剖面圖如E2-3所示。圖中顯示了從第一面到像屏幕（缺省值，也可設(shè)成其他值）的鏡片，同時(shí)還有三條（缺省情況下）主波長光線從

19、每個(gè)視場到像平面。這三條光線分別為入瞳本例中也就是第一面的上邊緣、中心和底部的光線。很明顯，第1個(gè)鏡片有較尖的邊緣。根據(jù)圖形很難說出邊緣厚度是正的或負(fù)的。而且，如果鏡片尺寸稍微大一點(diǎn)會(huì)更好。這樣可使鏡片的實(shí)用清晰孔徑會(huì)比口徑要小，會(huì)給諸如拋光和裝配等提供邊緣空間。可以通過考慮這些因素來提高設(shè)計(jì)。為了決定實(shí)際的邊緣厚度，可將光標(biāo)移動(dòng)到第一面的任意一列（例如，在LDE有“BK7”字樣處單擊）。現(xiàn)在選擇“Reports”，“Surface Data”，將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)窗口，顯示了改面的邊緣厚度，所給出的值是0.17，稍偏小。在修整偏小的邊緣厚度之前，先將鏡片放大。移動(dòng)光標(biāo)到第一面的半口徑“Semi-Di

20、ameter”列，鍵入“14”替代所顯示的12.5并顯示“14.000000U”。“U”標(biāo)志著這個(gè)孔徑是用戶自定義的。如果“U”沒有顯示，表示ZEMAX允許此孔徑可隨要求定義。可鍵入Ctrl-Z來取消“U”標(biāo)志，或在半口徑上雙擊，并為求解類型選擇“Automatic”，作了這些改變后，選擇“System”，“Update”更新孔徑值。14這個(gè)值為半口徑，表示全口徑為28mm。同樣，在第二面和第三名中也輸入14。E2-3更新圖層?，F(xiàn)在孔徑已經(jīng)被放大了，但第一個(gè)邊緣厚度是負(fù)的，更新表面數(shù)據(jù)窗口查看新的邊緣厚度，它會(huì)變成一個(gè)負(fù)數(shù)。為了得到一個(gè)更為合理的邊緣厚度，可以增加中心厚度，但是，還有一個(gè)更有用

21、的保持邊緣厚度為一個(gè)特定值的方法。假設(shè)需要保持邊緣厚度在3mm，在第一面的厚度列中雙擊，會(huì)出現(xiàn)“Solve Control”屏幕，從顯示的求解列表中選擇“Edge thickness”，兩個(gè)值會(huì)被顯示，一個(gè)是“厚度（Thickness）”，一個(gè)是“半徑高（Radial Height）”。設(shè)厚度為3，半徑高為0（如果半徑高是0，ZEMAX使用所定義的半口徑），然后單擊“OK”。在LDE中，第一面的厚度已被調(diào)整過，字母“E”顯示在框中，表示此參量為一個(gè)活動(dòng)的邊緣厚度解。再次更新表面數(shù)據(jù)窗口，邊緣厚度3會(huì)被列出。也可以選擇“System”，“Update All”一次性更新所有的窗口。這將會(huì)刷新圖層

22、和光學(xué)特性曲線圖。通過調(diào)整厚度，已對鏡片的焦距作了一點(diǎn)改變。然后，再進(jìn)行最佳化（選擇“Tools”，“Optimization”，然后選“Automatic”）。最佳化后，單擊“Exit”，然后選擇“System”，“Update All”，再一次刷新圖形?，F(xiàn)在來測試雙透鏡的離軸特性。從主菜單選擇“System”,“Field”得到“Field Data”對話框，單擊第2和第3行的“Use”，選擇3個(gè)視場。在下面的y視場列的第2行，輸入7（即7度），在第3行輸入10.使對于軸上的第1行保持為0.使x視場的值也為0.因?yàn)橐粋€(gè)旋轉(zhuǎn)對稱系統(tǒng)，其x視場的值也為0，因?yàn)橐粋€(gè)旋轉(zhuǎn)對稱系統(tǒng)，其x視場的值很小

23、。單擊OK關(guān)閉對話框?，F(xiàn)在選擇“System”，“Update All”（系統(tǒng)，更新），光學(xué)特性曲線（rayfan）圖顯示在圖E2-4中，你所得的也許會(huì)有點(diǎn)不同，這要看你在設(shè)置了求解（SOLVE）后是如何重新優(yōu)化的。E2-4就如這些圖中顯示的，鏡頭的軸外特性是很差的，原因是我們只對軸上特性進(jìn)行了優(yōu)化?，F(xiàn)在是什么像差限制了我們呢？可以來分析光學(xué)特性曲線圖，判別出場曲是主要像差，此像差可以通過場曲曲線圖圖來估計(jì)。選擇“Analysis”，“Miscellaneous”，“Field Curv/Dist”，場曲曲線如圖E2-5所示。注意左圖表示出了近焦點(diǎn)的漂移為一個(gè)關(guān)于視場角的函數(shù)，而右圖則表示了有

24、以近軸光線為基準(zhǔn)的實(shí)際光線的畸變。場曲曲線圖上的所有信息都可從光學(xué)特性曲線圖中得到，場曲曲線與光學(xué)特性曲線圖中的斜率成比例。在校正視場彎曲時(shí)是由技巧的，實(shí)際上，球差和慧差也同樣如此。這些技巧在Smith的Modern Optical Engineering中也有提及。E2-5思考題：結(jié)合光學(xué)設(shè)計(jì)教材的相關(guān)內(nèi)容，分析實(shí)驗(yàn)中的像差特性曲線情況？實(shí)驗(yàn)三 三片式照相物鏡的設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）熟悉光學(xué)設(shè)計(jì)軟件Zemax操作界面；（2）了解鏡頭縮放的方法；（3）熟悉三片式照相物鏡在像差中的校正，執(zhí)行簡單光學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化。 二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境：（1）、硬件環(huán)境：普通PC機(jī)（2）、軟件環(huán)境：ZEMAX軟件平臺(tái)三、實(shí)

25、驗(yàn)內(nèi)容：設(shè)計(jì)一個(gè)焦距f=30mm，相對孔徑D/f=1/4，視場2w=50o ，三片式照相物鏡。四、實(shí)驗(yàn)步驟：1.輸入初始物鏡數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)物鏡的第一步是獲得物鏡的初始數(shù)據(jù)，通常使用的方法是：（1）查詢相關(guān)專利進(jìn)行放縮；（2）使用初級像差理論解出的結(jié)果。本實(shí)驗(yàn)使用前一種方法（也可以考慮用像差理論進(jìn)行計(jì)算，有興趣的同學(xué)動(dòng)手計(jì)算試試），引用美國專利U.S.Patent 1073789（1913）為初始結(jié)構(gòu)，在軟件LensVIEW找出此專利，并在File下拉菜單中選Create ZEMZX File選項(xiàng)進(jìn)行保存。直接用ZEMAX打開此文件，其數(shù)據(jù)如表1所示。表1 物鏡初始結(jié)構(gòu)參數(shù)初始物鏡的焦距為100mm，

26、我們首先需要對物焦距鏡進(jìn)行放縮，在 Tools下拉菜單中選Miscellaneous Make Focal，填入30。這樣得到了焦距為30mm的物鏡。接著需要為物鏡定義相對孔徑。點(diǎn)擊快捷鍵“Gen”，出現(xiàn)“通常數(shù)據(jù)（General Data）”對話框，單擊“孔徑值（Aper Value）”一格，出現(xiàn)“F數(shù)（Image Space F/#）” 對話框，輸入值：4。接著為系統(tǒng)輸入波長。點(diǎn)擊主窗口上方的快捷鍵“Wav”，屏幕中間會(huì)彈出一個(gè)“波長數(shù)據(jù)（Wavelength Data）”對話框。按下“Select”鍵選擇“F，d，C（Visible）”，然后按“OK”鍵退出。最后我們設(shè)定視場角。點(diǎn)擊快捷

27、鍵“Fie”，并將視場角的個(gè)數(shù)設(shè)置為3，在“y-Field”輸入0，17.675和25度，權(quán)重都選1。為了將像平面設(shè)置在近軸焦點(diǎn)上，在第7面的厚度上雙擊，彈出“SOLVE”對話框，將SOLVE類型改變?yōu)椤斑吘壒飧撸∕arginal Ray Height）”，然后單擊”O(jiān)K”。用這樣的求解辦法將會(huì)調(diào)整厚度使像面上的近軸邊緣光線高度為0，可以得到近軸焦點(diǎn)，并出現(xiàn)“M”標(biāo)示。 2.優(yōu)化物鏡系統(tǒng)下面我們對物鏡經(jīng)行優(yōu)化。將鏡片的曲率和空氣厚度設(shè)為變量。將光標(biāo)移到LDE對應(yīng)欄，然后按Ctrl-Z，出現(xiàn)“V”表示變?yōu)榭勺兊膮⒘?。同樣將光?biāo)移到LDE半徑欄，按Ctrl-Z，使鏡片半徑由光線高度決定，旁邊欄中的

28、“U”標(biāo)示消失。此時(shí)注意到玻璃只是以折射率顯示的，將光標(biāo)移到LDE玻璃欄，同樣按Ctrl-Z，使ZEMAX自動(dòng)找出相應(yīng)玻璃。接著需要為鏡片定義一個(gè)“評價(jià)函數(shù)（Merit Function）”。為了定義評價(jià)函數(shù)，從主菜單中選擇“編輯（Editors）”菜單下的“評價(jià)函數(shù)（Merit Function）”。從這個(gè)新窗口的菜單上，選擇“工具（Tools）”菜單下的“缺省評價(jià)函數(shù)（Default Merit Function）”。選“RMSSpot RadiusCentroid”，按下“OK”鍵。ZEMAX已經(jīng)構(gòu)建了一個(gè)缺省的評價(jià)函數(shù)，它由一系列的可以使得彌散斑半徑最小的追跡光線組成。此外，我們還需要

29、使鏡頭的焦距為30mm。在第一行中的任何一處單擊鼠標(biāo)，使光標(biāo)移動(dòng)到評價(jià)函數(shù)編輯的第一行，按下INSERT鍵插入新的一行?，F(xiàn)在，在“TYPE”列下，輸入“EFFL”。此操作數(shù)控制有效焦距。移動(dòng)光標(biāo)到“Target”列，輸入30。其“權(quán)重（Weight）”輸入1。這樣就完成了評價(jià)函數(shù)的定義。點(diǎn)擊快捷鍵“Opt”，會(huì)顯示優(yōu)化工具對話框。在該復(fù)選框中選擇“自動(dòng)更新（Auto Update）”，然后單擊“自動(dòng)（Automatic）”，開始優(yōu)化。評價(jià)函數(shù)值越低越好，我們可以看到評價(jià)函數(shù)值在逐漸減少。優(yōu)化完成后，單擊“退出（Exit）”。很快我們將會(huì)發(fā)現(xiàn)結(jié)果并不理想，需要多次調(diào)整空氣厚度并進(jìn)行優(yōu)化，才能得到

30、較理想的結(jié)果。接下來更換玻璃，雙擊對應(yīng)玻璃欄，在彈出窗口Solve TypeModel下，只將玻璃折射率設(shè)為變量進(jìn)行優(yōu)化，第一片和第三片玻璃的折射率迅速增大，終止優(yōu)化進(jìn)程，用有較大折射率的玻璃LAK33替換原來玻璃，第二片負(fù)透鏡玻璃用接近的玻璃F2替換（實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)還需要考慮玻璃的價(jià)格和適用的環(huán)境等因素），再次進(jìn)行優(yōu)化。表2 物鏡優(yōu)化后結(jié)構(gòu)參數(shù)圖1 物鏡優(yōu)化后結(jié)構(gòu)及像差通常鏡片需要大一些，這樣才能給諸如拋光和裝配等提供邊緣空間，如采用壓圈法固定，根據(jù)光學(xué)零件外徑余量表，移動(dòng)光標(biāo)到1面的半口徑 “Semi-Diameter”列，鍵入相應(yīng)大小， ZEMAX會(huì)顯示“U” 標(biāo)志，標(biāo)志著這個(gè)孔徑是用戶自定

31、義的。接下來我們需要決定透鏡的實(shí)際厚度，根據(jù)透鏡中心及邊緣最小厚度表5，對負(fù)透鏡可以直接選擇一個(gè)中心厚度填入LDE，而正透鏡復(fù)雜一些，我們希望保證透鏡邊緣厚度的情況下，使透鏡盡量薄，可以使用活動(dòng)的邊緣厚度解。在相應(yīng)面的厚度列中雙擊，出現(xiàn)“Solve Control”窗口，從所顯示的求解列表中選擇“Edge thickness”，進(jìn)行“厚度（Thickness）”設(shè)置，然后單擊“OK”。在LDE中，相應(yīng)面的厚度已被調(diào)整，字母“E”顯示在框中。最后再次點(diǎn)擊快捷鍵“Opt”進(jìn)行優(yōu)化。物鏡優(yōu)化后結(jié)構(gòu)參數(shù)如表2所示。點(diǎn)擊快捷鍵“Lay”，彈出圖1中“LAYOUT”所示的二維剖面圖。圖中透鏡邊緣厚度已趨于

32、合理。3.優(yōu)化后像差分析那么鏡片優(yōu)化后性能如何呢？最直觀的判斷工具是點(diǎn)列圖。點(diǎn)擊快捷鍵“Spt”，所得的點(diǎn)列圖，如圖1中“SPOT DIAGRAM”所示。理想狀態(tài)下，無限遠(yuǎn)處的點(diǎn)物經(jīng)過理想光學(xué)系統(tǒng)成點(diǎn)像，考慮到光的衍射，光經(jīng)過入瞳成一艾里斑。圖中最大視場RMS彌散斑的尺寸是16.517微米，可見像差消除的不錯(cuò)。設(shè)計(jì)中，常用的判斷工具還有光線差圖，可以通過點(diǎn)擊快捷鍵“Ray”得到。如圖1中“TRANSVERSE RAY FAN PLOT”所示。左圖EY是子午像差，右圖EX是弧矢像差。最大的像差已經(jīng)被減小到約40微米。注意光線差圖的原點(diǎn)處斜率不為零。這是因?yàn)樵趦?yōu)化過程中，ZEMAX通過改變鏡片的曲

33、率和產(chǎn)生離焦來平衡球差，使光學(xué)特性曲線變?yōu)镾形彎曲。點(diǎn)擊快捷鍵“Fcd”，來觀察場曲和畸變。圖1中“FIELD CURVATURE / DISTORTION”顯示了場曲和畸變，最大場曲不到0.35mm，畸變小于2.5。實(shí)驗(yàn)四 雙高斯照相物鏡的設(shè)計(jì)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）熟悉光學(xué)設(shè)計(jì)軟件Zemax操作界面；（2）了解鏡頭縮放或像差理論計(jì)算的方法；（3）熟悉雙高斯對稱物鏡在像差中的校正的應(yīng)用，執(zhí)行簡單光學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化。 二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境：（1）、硬件環(huán)境：普通PC機(jī)（2）、軟件環(huán)境：ZEMAX軟件平臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：設(shè)計(jì)一個(gè)焦距mm，相對孔徑為1:2。視場為。要求物鏡本身校正球差、色差、場曲、像散。（采用雙高斯

34、結(jié)構(gòu)，玻璃材料自選）四、實(shí)驗(yàn)步驟：4.1、雙高斯物鏡介紹雙高斯物鏡是一種中等視場大孔徑的攝影物鏡。雙高斯物鏡是以厚透鏡矯正匹茲萬場曲的光學(xué)結(jié)構(gòu)，半部系統(tǒng)是由一個(gè)彎月形的透鏡和一個(gè)薄透鏡組成，如圖1所示。 圖 1 雙高斯物鏡 由于雙高斯物鏡是一個(gè)對稱的系統(tǒng)，因此垂軸像差很容易校正。設(shè)計(jì)這種類型的系統(tǒng)時(shí)，只需要考慮球差、色差、場曲、像散的校正。在雙高斯物鏡中依靠厚透鏡的結(jié)構(gòu)變化可以校正場曲，利用薄透鏡的彎曲可以校正球差，改變兩塊厚透鏡之間的距離可以校正像散，在厚透鏡中引入一個(gè)膠合面可以校正色差。雙高斯物鏡的半部系統(tǒng)可以看作是由厚透鏡演變而來，一塊校正了匹茲萬場曲的厚透鏡是彎月形的，兩個(gè)球面的半徑相

35、等。在厚透鏡的背后加上一塊正、負(fù)透鏡組成的無光焦度薄透鏡組，對整個(gè)光焦度的分配和像差分布沒有明顯的影響，然后把靠近厚透鏡的負(fù)透鏡分離出來，且與厚透鏡合為一體，這樣就組成了一個(gè)兩球面半徑不等的厚透鏡和一個(gè)正光焦度的薄透鏡的雙高斯物鏡半部系統(tǒng)。這個(gè)半部系統(tǒng)回來了承受無限遠(yuǎn)物體的光線時(shí)，可用薄透鏡的彎曲校正其球差。由于從厚透鏡射出的軸上光線近似平行與光軸，因此薄透鏡越向后彎曲，越接近與平凸透鏡，其上產(chǎn)生的球差及高級量越小。但是，該透鏡上的軸外光線的入射狀態(tài)變壞，隨著透鏡向后彎曲，軸外光線的入射角增大，于是產(chǎn)生了較大的像散。為了平衡，需要把光闌盡量地靠近厚透鏡，使光闌進(jìn)一步偏離厚透鏡前表面的球心，用該

36、面上產(chǎn)生的正像散平衡。于此同時(shí)，軸外光線在前表面上的入射角急劇增大，產(chǎn)生的軸外球差及其高級量也在增大，從而引出了球差校正和高級量減小時(shí)，像散的高級量和軸外球差增大的后果。相反，若將光闌離開厚透鏡，使之趨向厚透鏡的前表面球心，則軸外光線的入射狀態(tài)就能大大的好轉(zhuǎn)，軸外球差很快下降，此時(shí)厚透鏡前表面產(chǎn)生的正像散減小。為了平衡，薄透鏡應(yīng)該向前彎曲，以使球面與光闌同心。這樣一來，球差及其高級量就要增加。以上分析表明：進(jìn)一步提高雙高斯物鏡的光學(xué)性能指標(biāo)，將受到一對矛盾的限制，即球差高級量和軸外球差高級量的矛盾。解決這對矛盾的方法有三種：第一，選用高折射率低色散的玻璃做正透鏡，使它的球面半徑加大。第二，把薄

37、透鏡分成兩個(gè)，使每一個(gè)透鏡的負(fù)擔(dān)減小，同時(shí)使薄透鏡的半徑加大。第三，在兩個(gè)半部系統(tǒng)之間引入無焦度的校正板，使它只產(chǎn)生和，實(shí)現(xiàn)拉大中間間隔的目的，這樣，軸外光束有更好的入射狀態(tài)。4.2、用初級像差理論計(jì)算確定初始結(jié)構(gòu)（也可以通過已有結(jié)構(gòu)進(jìn)行縮放，實(shí)驗(yàn)中可以利用計(jì)算好的數(shù)據(jù)直接進(jìn)行操作）1、 半部系統(tǒng)的規(guī)劃半部系統(tǒng)如圖2所示，計(jì)算時(shí)把焦距規(guī)化為1，同時(shí)取規(guī)化條件2、 以厚透鏡校正考慮到對高級像散的平衡，取。按相對孔徑需要選。玻璃可取BaF7和ZK8的組合。由式子：可得： 3、 加無光焦度雙薄透鏡校正取（實(shí)踐表明取值在1.2到1.5之間為好）。（1） 求。 （2） 求個(gè)面曲率半徑 由式子， 及式子

38、可求得半部系統(tǒng)焦距規(guī)化為1時(shí)各面的曲率半徑分別為： 4、 求校正的孔徑光闌位置根據(jù)校正的要求，有 令，則 由以上各式可得 從上述計(jì)算可知，由于透鏡合成后球差系數(shù)，所得方程的二次項(xiàng)系數(shù)一定為零，也就是說只有一個(gè)根。5、 厚透鏡中加入消位置色差系數(shù)的膠合面為了使得引入膠合面后，所以取膠合面初級位置色差系數(shù) 由此可得 而第一近軸光線在膠合面上的入射高度 膠合面入射角 為求膠合面的曲率半徑，用近軸光光路計(jì)算公式 的膠合面曲率半徑 6、 半部系統(tǒng)焦距確定半部系統(tǒng)合成完全對稱系統(tǒng)，由光焦度公式 知，當(dāng)時(shí)，。實(shí)際上系統(tǒng)間不可能等于零，計(jì)算表明，當(dāng)半部系統(tǒng)的焦距等于1，取合成以后的焦距大約等于0.8?，F(xiàn)設(shè)計(jì)要

39、求的合成焦距為58毫米。所以半部系統(tǒng)的焦距 7、 半部系統(tǒng)實(shí)際結(jié)構(gòu)參數(shù)的決定及全系統(tǒng)的合成首先將規(guī)化半部系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)乘以半部系統(tǒng)的實(shí)際焦距，然后將薄透鏡加上必要厚度。半部系統(tǒng)實(shí)際結(jié)構(gòu)參數(shù)確定以后，按對稱關(guān)系即可構(gòu)成一個(gè)完全對稱系統(tǒng)。其全部結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：表1 雙高斯物鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù) 主要技術(shù)指標(biāo) 結(jié)構(gòu)面號(hào)/mm/mm玻璃130.03542244.47434.851.6140ZK8321.15170.34-27.67858.8451.6140ZK8512.65522.031.6140BaF76-12.655212.599727.67852.031.6140BaF78-21.15178.8451.61

40、40ZK89-244.47430.310-30.03544.851.6140ZK88、 象差計(jì)算已知物體在無限遠(yuǎn)，則視場半角的正切式中為底片對角線的一半。入射光瞳半徑為，已知相對孔徑，則有 按進(jìn)行光路計(jì)算，求得象方孔徑角總焦距拉赫不變量初級象差系數(shù)初級象差4.3 用ZEMAX優(yōu)化1、 建立新鏡頭，錄入初始結(jié)構(gòu)參數(shù)。鏡頭數(shù)據(jù)為： 圖3 初始鏡頭數(shù)據(jù)2、 像質(zhì)評價(jià)報(bào)告圖 優(yōu)化前Ray Fan如圖4： 圖4 優(yōu)化前Ray 優(yōu)化前Opd Fan 如圖5： 圖5 優(yōu)化前Opd優(yōu)化前Spt 如圖6： 圖6 優(yōu)化前Spt優(yōu)化前Mtf 如圖7： 圖7 優(yōu)化前Mtf 優(yōu)化前Lay如圖8： 圖8 優(yōu)化前Lay優(yōu)化

41、前場曲和畸變?nèi)鐖D9： 圖9 場曲和畸變 經(jīng)分析，像質(zhì)不夠好，有待進(jìn)一步優(yōu)化。將透鏡的曲率半徑和厚度作為優(yōu)化變量，通過優(yōu)化曲率半徑和厚度來提高像質(zhì)。 優(yōu)化后鏡頭數(shù)據(jù)如圖10： 圖10 優(yōu)化后鏡頭數(shù)據(jù) 優(yōu)化后Ray Fan 如圖11： 圖11 優(yōu)化后Ray 優(yōu)化后Opd Fan 如圖12： 圖12 優(yōu)化后Opd優(yōu)化后Spt如圖13： 圖13 優(yōu)化后Spt優(yōu)化后Mtf如圖14： 圖14 優(yōu)化后優(yōu)化后Lay 如圖15： 圖15 優(yōu)化后Lay優(yōu)化后場曲和畸變?nèi)鐖D16： 圖16 場曲和畸變實(shí)驗(yàn)五 折反式望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)（牛頓望遠(yuǎn)鏡的設(shè)計(jì)） (A Newtonian Telescope)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模海?）熟悉

42、光學(xué)設(shè)計(jì)軟件Zemax操作界面；（2）將知道如何使用圓錐常量（conic constants）、坐標(biāo)中斷（coordinate breaks）、三維圖形（three dimensional layouts）、遮擋（obscurations）等等。（3） 熟悉反射鏡（mirrors）的設(shè)計(jì)方法。二、實(shí)驗(yàn)環(huán)境：（1）、硬件環(huán)境：普通PC機(jī)（2）、軟件環(huán)境：ZEMAX軟件平臺(tái)三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：設(shè)計(jì)一個(gè)焦距為1000mm、相對孔徑為F/5望遠(yuǎn)鏡鏡片，在光軸上可見光譜范圍內(nèi)使用。四、實(shí)驗(yàn)步驟：牛頓望遠(yuǎn)鏡時(shí)最簡單的用來矯正軸上像差的望遠(yuǎn)鏡，而且它對于闡明ZEMAX的一些基本操作非常有用。首先，牛頓望遠(yuǎn)鏡時(shí)由一

43、個(gè)簡單的拋物線形鏡面組成的，而且除此之外別無他物。拋物線很好第矯正了所有階是我球差，由于我們只將望遠(yuǎn)鏡使用在軸上系統(tǒng)，所以根本就沒有其他的像差。為了重新開始，先關(guān)閉LDE外的所有窗口，選擇“File”，“New”。假設(shè)需要一個(gè)1000mmF/5的望遠(yuǎn)鏡，這暗指需要一個(gè)曲率半徑為2000mm的鏡面，和一個(gè)200mm的孔徑。移動(dòng)光標(biāo)的第一面，即光瀾面的曲率半徑列，輸入-2000.0，負(fù)號(hào)表示為凹面，現(xiàn)在在同一個(gè)面上輸入厚度值-1000，這個(gè)負(fù)號(hào)表示通過鏡面折射后，光線將往“后方”傳遞。現(xiàn)在在同一面的“Glass”列輸入“MIRROR”，選擇“System”，“General”，然后在“通用數(shù)據(jù)對話

44、框（General Data Dialog Box）”中輸入一個(gè)200的孔徑值，并單擊“OK”。ZEMAX使用的缺省值是波長550，視場角0，這對于我們的目標(biāo)來說是可接受的。現(xiàn)在打開一個(gè)圖層窗口，光線顯示了從第一面到像平面的軌跡，此時(shí)像平面在鏡面的左邊。如果你現(xiàn)在演示一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的點(diǎn)列圖（拉下“Anolysis”菜單，選擇“Spot Diagram”，再選“Standard”或鍵入“Ctrl-S”），將會(huì)看到一幅RMS為77.6微米的點(diǎn)列圖。評定像質(zhì)的一種較為簡便的方法是將艾利（Airy）衍射斑加到點(diǎn)列圖的頂部。進(jìn)行此操作，可從點(diǎn)列圖的菜單條選擇“Setting”，在“Show Scale”選項(xiàng)中

45、選擇“Airy Disk”，然后單擊“OK”，所得的點(diǎn)列圖如圖E3-1所示。所列的RMS點(diǎn)的尺寸是77.6微米，光線并沒有達(dá)到衍射極限(衍射極限是多少)的原因是沒有輸入圓錐常量。原先所輸入的2000這個(gè)曲率半徑只是定義了一個(gè)球形，需要一個(gè)錐形常量-1來定義拋物線。在第一面的“Conic”列輸入-1，敲回車，現(xiàn)在選“Systen”，“Update”菜單項(xiàng)刷新所有的窗口，在更新后的點(diǎn)列圖上，可以看到有一小簇的光線在六角環(huán)帶的中心，RMS點(diǎn)尺寸是0. 這個(gè)高像質(zhì)的圖象所處的位置并不好。由于像處在入射光路的光程中，圖象無法接受。這通常在鏡面后安放一個(gè)轉(zhuǎn)折光線用的反射面來調(diào)整，反射鏡面以45度的角度傾斜

46、，將像從光軸上往外轉(zhuǎn)出來，為了使用轉(zhuǎn)折面，首先必須定下它安放在那里。由于入射的光束為200mm寬，我們所需要的像平面至少要離開光軸100mm，選擇200mm，因此折疊鏡面必須距主反射有800mm。E3-1先從改變第一面的厚度著手，將之移動(dòng)光標(biāo)到像平面，按Insert在主面與像平面之間插入一個(gè)虛構(gòu)的面。新的面很快被轉(zhuǎn)換為折疊面。虛構(gòu)面的作用只是簡單地用來安放折疊鏡面。在新的虛構(gòu)面上輸入一個(gè)-200的厚度值，保持鏡面到像平面的總距離為-1000.0。（如何定義）?，F(xiàn)在單擊“Tools”，“Add Fold Mirror”，然后設(shè)置“Fold Surface”為2，單擊“OK”，所得電子表格會(huì)被顯示

47、出來，而且會(huì)與下表相似?，F(xiàn)在可以看看新的折疊式牛頓反射鏡系統(tǒng)。先前所使用的圖將不再起作用（它只對旋轉(zhuǎn)對稱系統(tǒng)有作用），取而代之的是3維圖形，可通過“Analysis”，“Layout”，“3D Layout”菜單來得到。一旦三維圖形顯示出來，即可用左、右、上、下、Page Up和Page Down鍵來控制圖形的旋轉(zhuǎn)。ZEMAX允許圖形的交互式旋轉(zhuǎn)。圖E5-2顯示了一種可能的投影。E5-2這個(gè)設(shè)計(jì)投影圖可用多種方法完善。首先，光線從物體到鏡面可被顯示出來，還有，落在折疊鏡面后面的光線應(yīng)該被攔去，且不允許它落在像平面上。這對于真正的系統(tǒng)來說，是非常重要的，因?yàn)楣饩€在通常的光學(xué)系統(tǒng)中，不可能物理地穿

48、過反射鏡。首先，將光標(biāo)停在第一面，在光闌前加入一個(gè)虛構(gòu)的面。現(xiàn)在使得虛構(gòu)面的厚度為900mm，雙擊第一面的“Standard”,在對話框中為孔徑類型選擇圖形遮攔（“Circular Obscuration”），在光束中安放一個(gè)“遮攔（Obscuration）”，這樣就考慮到了折疊反射鏡阻擋了一些光束。為“最大半徑（Max Radius）”輸入40，然后單擊OK，再更新3維圖。系統(tǒng)現(xiàn)在如圖E5-3所示，看上去更為實(shí)際。如果不是所有的表面都是可見的，選擇“Setting”，然后將第一面和最后一面的選項(xiàng)分別改為1和6，或單擊“Reset”，然后按“OK”。此處描述的過程，就是所有使用折疊反射鏡所要注

49、意的。坐標(biāo)斷點(diǎn)除了反射鏡以外，也可用在TIP，傾斜和偏心光學(xué)部件上。完整的光學(xué)部件可以被移動(dòng)，可參考ZEMAX所附帶的一些設(shè)計(jì)例子。E5-3思考題：復(fù)習(xí)工程光學(xué)與光學(xué)設(shè)計(jì)課程內(nèi)容，如何利用ZEMAX光學(xué)設(shè)計(jì)軟件實(shí)現(xiàn)以下兩幅圖的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)樣式？E5-4E5-5附錄 常見光學(xué)設(shè)計(jì)專業(yè)詞匯表近軸光線 （Paraxial Rays）;鏡頭數(shù)據(jù)(Lens Data);插入或刪除面數(shù)據(jù) (Inserting and deleting surfaces);輸入面注釋(Entering surface comments);輸入半徑數(shù)據(jù)(Entering radii data);輸入厚度(Entering thickness data);輸入玻璃數(shù)據(jù)(Entering glass data);輸入半口徑數(shù)據(jù)(Entering semi-diameter);輸入二次曲面數(shù)據(jù)(Entering conic data);輸入?yún)?shù)數(shù)據(jù) (Entering parameter data);確定光欄面(Defining the stop surface);選擇面型(Selecting surface types);各面通光口徑的確定(Specifying sur