Zemax常見(jiàn)問(wèn)題及解答

1、ZEMAX常見(jiàn)問(wèn)題總結(jié) - 2011年11月更新跟進(jìn)1.Spot Diagram 圖中，滿足RMS光斑艾里斑的時(shí)候的相關(guān)RMS半徑可視為分辨率，還是艾里斑大小？此時(shí)有3個(gè)RMS半徑，取最大的就可以吧？此時(shí)可以知道系統(tǒng)的最大分辨率，但是MTF圖中的豎軸（清晰度）應(yīng)該是無(wú)法分析出來(lái)的吧？正常的是不是先光斑優(yōu)化，通過(guò)光斑看分辨率，當(dāng)分辨率滿足要求的時(shí)候再進(jìn)行波前優(yōu)化，提高清晰度？（設(shè)計(jì)的時(shí)候一般都會(huì)給要求，例如110lp/mm0.3）解答：1、RMS半徑是指你優(yōu)化好的各視場(chǎng)聚焦后光斑大小，用它來(lái)評(píng)估像元大小2、有幾個(gè)視場(chǎng)就有幾個(gè)RMS半徑，根據(jù)不同的鏡頭系統(tǒng)，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不同。3、此時(shí)分辨率與MTF都可

2、一起查看數(shù)值大小4、正確2.Spot Diagram 圖中相關(guān)問(wèn)題討論艾里斑相當(dāng)于一個(gè)點(diǎn)成像的衍射成都最小的極限，這個(gè)極限應(yīng)該是當(dāng)前系統(tǒng)的吧？但RMS半徑是也是一點(diǎn)產(chǎn)生的各波段光的衍射極限（也應(yīng)該是是當(dāng)前系統(tǒng)產(chǎn)生的衍射值）？我這么理解應(yīng)該有誤，因?yàn)檫@樣的話兩者是一個(gè)概念都是當(dāng)前系統(tǒng)衍射極限，為什么會(huì)不同大小？1.22*波長(zhǎng)*F數(shù)，是衍射極限，在spt圖中，不能是艾里斑的大小，因?yàn)榘锇呔鸵粋€(gè)圈，是RMS半徑大??？對(duì)否？解答：1、一個(gè)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)一個(gè)艾里斑，它是描述系統(tǒng)在無(wú)像差時(shí)能達(dá)到的最小光斑大小2、RMS半徑是幾何光斑半徑，不是衍射形成的3、參考1和24、這個(gè)數(shù)值就是圖上黑圈的大小3.ZEMAX

3、中如何尋找入瞳舉例說(shuō)明：GUASS 28的例子，在物面后加一面設(shè)負(fù)值，看第一面到第7面的3d圖 此時(shí)3線在光闌后的焦點(diǎn)為入瞳位置？ PY（-1到+1）值是不是就是在此位置（即實(shí)際入瞳處的高度值）？ 換句話說(shuō)就是系統(tǒng)為了讓此位置通過(guò)GEN設(shè)置的入瞳值大小的光斑，進(jìn)而設(shè)計(jì)系統(tǒng)的，對(duì)吧？ 此時(shí)入瞳實(shí)際位置在參考面右側(cè)，應(yīng)該為正值吧？解答：1、正確，就是指這三個(gè)視場(chǎng)沒(méi)經(jīng)過(guò)透鏡時(shí)的延長(zhǎng)線2、入瞳處算是PY的一個(gè)描述，光闌和出瞳也符合3、正確4、參考面始終為第一面頂點(diǎn)，在參考面右為正，左為負(fù)4.鏡頭中的光線瞄準(zhǔn)的問(wèn)題DOUBLE GUASS 28的例子，運(yùn)用光線瞄準(zhǔn)功能后，現(xiàn)有成像面不聚焦，此例子應(yīng)該是成

4、熟的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，為何如此不準(zhǔn)確？（不光線瞄準(zhǔn)，光闌未完全利用）解答：1、這是幾何算法的缺陷，雖有誤差，但不用想像的那么夸大，這個(gè)誤差影響非常小，一般小視場(chǎng)角情況可以忽略。不能說(shuō)“如此不準(zhǔn)確”5.ZEMAX中如何尋找出瞳DOUBLE GUASS 28例子，后截距處厚度-CHIEF RAY HEIGHT設(shè)為03d圖上新出現(xiàn)的豎線應(yīng)該是出瞳吧？此時(shí)看3d圖，豎線處，三光線并未匯聚，有一定離焦?fàn)顟B(tài)，為什么？得出的這個(gè)出瞳位置，與一般我們認(rèn)為的出射面為出瞳，有什么區(qū)別？主光線（chief ray）指的是任意波段光線的中心線（py=0）么？為什么主光線在軸上交點(diǎn)為出瞳？解答：1、最后出現(xiàn)的主光線在軸上的焦點(diǎn)

5、就是出瞳位置2、這是像差造成的，其實(shí)入瞳和出瞳都有像差，只不過(guò)入瞳的像差移到了光闌上你看不出來(lái)3、出瞳指光闌在像空間成的像，不知道你所說(shuō)的出射面指哪個(gè)？4、主光線是指定波長(zhǎng)的任意視場(chǎng)的主光線（py=0）5、主光線在軸上交點(diǎn)指出瞳的位置所在，也即光闌在像空間的像7.ZEMAX中后截距的厚度問(wèn)題 設(shè)置邊緣線高度PUPIL ZONE=0，此時(shí)表示所有通過(guò)PY=0處的光線形成焦平面？PUPIL ZONE=1表示所有通過(guò)PY=1處光線形成的焦平面？這樣理解對(duì)不對(duì)？為什么邊緣光線在軸上焦點(diǎn)為焦距？不同口徑處應(yīng)該有著不同的焦距（球差），為什么不選擇其他口徑處焦點(diǎn)為焦距？解答：1、可以這樣理解，zone=0時(shí)

6、指近軸焦點(diǎn)位置2、近軸邊緣光線在軸上的焦點(diǎn)到主面的距離通常就是我們所說(shuō)的有效焦距，焦距只取一個(gè)作為標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)椴煌讖綍?huì)有無(wú)數(shù)個(gè)焦點(diǎn)位置。8.ZEMAX中Zernik Fringe phase的問(wèn)題設(shè)置完理想系統(tǒng)后，要單獨(dú)設(shè)置一種像差，是在理想面后加一面，面型處選擇Zernik Eriage phase處Z5，Z6為象散 Z7 Z8為慧差？我在面型出為找到Zernik Eriage phase,只有Zernik Fringe phase，且未有z7 z8之類的選項(xiàng)？解答：1、是Zernik Fringe phase2、它的數(shù)據(jù)要在附加數(shù)據(jù)欄中輸入，因?yàn)閿?shù)據(jù)項(xiàng)很多，所以需要自己指定項(xiàng)數(shù)。按快捷鍵F

7、8打開(kāi)。9.ZEMAX中近軸焦平面的問(wèn)題 是軸上點(diǎn)發(fā)出的近軸光線的焦平面么？近軸焦平面具體定義?解答：是無(wú)限接近軸上的光束與光軸的焦點(diǎn)，也就是說(shuō)這個(gè)接近程度沒(méi)有限度，要多接近有多接近。近軸焦點(diǎn)位置處與光軸垂直的平面即為近軸焦平面。10.ZEMAX中Zernik Fringe phase的問(wèn)題FCD圖中，場(chǎng)區(qū)彩線為近軸焦平面位置，應(yīng)該就是發(fā)生彎曲的實(shí)際像面（yz面上彎曲程度），對(duì)吧？像面為所有點(diǎn)的集合，為什么只用近軸焦平面就能定義場(chǎng)區(qū)？波前也表示實(shí)際像面（像yz面的形狀），我從定義上看與場(chǎng)區(qū)一樣，他倆得區(qū)別是什么解答：1、可以這樣理解2、近軸焦平面只是一個(gè)參考3、波前面是單一物點(diǎn)聚焦在像面處的像

8、點(diǎn)波前圖形，場(chǎng)曲圖是所有視場(chǎng)聚焦后焦點(diǎn)的軌跡圖，這兩者在本質(zhì)上是完全不一樣的概念。11.放大鏡的設(shè)計(jì)倍率問(wèn)題放大鏡系統(tǒng)，計(jì)算倍率時(shí)要+1的空氣倍率；目鏡、物鏡也用在人眼系統(tǒng)，為什么不加？這個(gè)+1的空氣倍率具體的用法是什么？解答：因?yàn)槟跨R系統(tǒng)在出瞳處（人眼接收位置）各物點(diǎn)視場(chǎng)光線基本上平行入射，而放大鏡前的物體經(jīng)過(guò)放大鏡出射后各視場(chǎng)光線有一定的角度而非平行，這時(shí)便需+1來(lái)修正倍率。至于+1還是不加，判斷的標(biāo)準(zhǔn)就是經(jīng)鏡頭進(jìn)入眼鏡前的各視場(chǎng)光線是否為平行光。12.目鏡設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的問(wèn)題目鏡為什么不用看波像差，如果不一定，那不考慮波像差的情況分哪幾種？（此時(shí)就是像面一點(diǎn)不彎曲，是水平岀射光線的系統(tǒng)吧？）解

9、答：需不需要看光程差，取決于對(duì)鏡頭精度的要求，目鏡由于是人眼視覺(jué)相關(guān)系統(tǒng)，只看幾何像差就可以滿足精度要求。13.衍射極限的問(wèn)題 極限分辨率？MTF中橫坐標(biāo)，很長(zhǎng)，最大為極限分辨率，這個(gè)值很大，正常系統(tǒng)分辨率為100時(shí)，這個(gè)值可能為700，極限分辨率在什么情況下達(dá)到？此時(shí)對(duì)比度為0吧？細(xì)點(diǎn)問(wèn)就是，系統(tǒng)只能達(dá)到110的分辨率，但MTF圖上橫坐標(biāo)值很大，大于110部分如何達(dá)到？解答：1、極限分辨率需要系統(tǒng)像差極小，光斑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于艾里斑時(shí)才會(huì)達(dá)到，請(qǐng)參考艾里斑的定義。2、按要求的對(duì)比度控制，不需考慮之后的，后面范圍大是說(shuō)明這個(gè)系統(tǒng)極限值較大，跟F數(shù)與焦距有關(guān)。14.ZEMAX溫度分析的問(wèn)題后截距處，設(shè)T

10、CE=21.6，此時(shí)光斑沒(méi)什么變化（gen相應(yīng)設(shè)置以打鉤），但加上溫度分析后，變化很大，這是正?，F(xiàn)象吧？（只做溫度分析，后截距處不給21.6，變化是不是也不準(zhǔn)確，變化似乎不大）<1>.溫度分析后進(jìn)行溫度優(yōu)化，此步驟是系統(tǒng)設(shè)計(jì)優(yōu)化完成后進(jìn)行？還是輸入初始結(jié)構(gòu)后，直接溫度分析，之后再優(yōu)化？解答：1、使用多重組態(tài)進(jìn)行溫度分析后，后焦變化是正常的。如果不給TCE值，表示元件放于空氣中，空氣膨脹是不考慮的,所以變化的只是玻璃厚度向空間的壓縮。2、最好初始結(jié)構(gòu)優(yōu)化完成后，有了一個(gè)很好的結(jié)果，再進(jìn)行熱分析。<2>.溫度分析、公差分析能同時(shí)用么？如果同時(shí)用，是不是公差分析應(yīng)該分析不同溫度的公差？溫度分析、公差分析應(yīng)用有