一、實驗背景 Bh6lK}9
ZEMAX 是一套綜合性的光學(xué)設(shè)計仿真軟件，它將實際光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計概念、優(yōu)化、分析、公差以及報表集成在一起，它能夠在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計中實現(xiàn)建模、分析和其他的輔助功能。ZEMAX中有很多功能能夠通過選擇對話框和下拉菜單來實現(xiàn)。同時，也提供快捷鍵以便快速使用菜單命令，ZEMAX 不只是透鏡設(shè)計軟件而已，更是全功能的光學(xué)設(shè)計分析軟件，具有直觀、功能強大、靈活、快速、容易使用等優(yōu)點。 ?WrL<?r)}U
ZEMAX功能說明 ： }ct*<zj[~u
1、序列性（ Sequential ）光線追跡 w)Y}hlcq
大多數(shù)的成像系統(tǒng)都可由一組光學(xué)表面來描述，光線按照表面的順序進行追跡。如相機鏡頭、望遠鏡鏡頭、顯微鏡鏡頭等。 ZEMAX 擁有很多優(yōu)點，如光線追跡速度快、可以直接優(yōu)化并進行公差計算。 ZEMAX 中的光學(xué)表面可以是反射面、折射面或繞射面，也可以創(chuàng)建因光學(xué)薄膜造成不同穿透率的光學(xué)面特性；表面之間的介質(zhì)可以是等向性的，如玻璃或空氣，也可以是任意的漸變折射率分布，折射率可以是位置、波長、溫度或其它特性參數(shù)的函數(shù)。同時也支持雙折射材料，其折射率是偏振態(tài)和光線角度的函數(shù)。在 ZEMAX 中所有描述表面的特性參數(shù)包括形狀、折射、反射、折射率、漸變折射率、溫度系數(shù)、穿透率和繞射階數(shù)都可以自行定義。 dg;E,'e_
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在 Sequential的光源追跡中，光源由物面上的視場或Bitmap擴展光源定義。有常規(guī)的點光源，視場點可由角度、物高、實際像高或近軸像高來定義；點光源可以用不同權(quán)重定義，還可以分別指定每個光源的漸暈，進而調(diào)整不同視場的相對照度或F/＃。ZEMAX也支持像散或橢圓形狀的二極體光源及擴展光源，這些光源允許使用者用ASCII碼自行定義的，它類似于Bitmap圖形，或用標(biāo)準(zhǔn)的Windows BMP或JPG格式而且各個象素上的光強度可以是不同的。 d)v!U+-|'
2、非序列性（ Non-Sequential ）光線追跡 ^ANz=`N5,
很多重要的光學(xué)系統(tǒng)不能用 Sequential 光線追跡的模式描述，例如復(fù)雜的棱鏡、光機、照明系統(tǒng)、微表面反射鏡、非成像系統(tǒng)或任意形狀的對象等，此外散射和雜散光也不能用序列性分析模式。這些系統(tǒng)要求用 Non-Sequential 模式，光線是以任意的順序打到對象上， Non-Sequential 模式可以對光線傳播進行更細節(jié)的分析，包括散射光或部分反射光。在進行 Non-Sequential 追跡時，用 ZEMAX 做的 3D 固體模型的光學(xué)組件，可以是任意形狀且支持散射、繞射、漸變折射率、偏振和薄膜，可用亮度學(xué)和輻射度學(xué)的單位。 w%kaM=
Non-Sequential 光源比 Sequential 光源復(fù)雜得多。 Non-Sequential 光源一般是三維的，可以定義其輸出的照度（單位為瓦或流明），它可用光源發(fā)出的光線數(shù)控制光源取樣，還可分開控制顯示的光線數(shù)及用于分析的光線數(shù)。它可以同時使用多個光源，它們可以是相干的（需定義相干長度）或非相干的，也可以是單色的或復(fù)色的。 `u7twW*U2
支持的光源有：點光源（ uniform, cosine, or Gaussian）、橢圓面或?qū)嶓w、矩形面或?qū)嶓w、圓柱面或?qū)嶓w、半導(dǎo)體激光或數(shù)組、燈絲、自行定義(可以是任意的) 、以Radiant Imaging的Radiant SourceTM讀取。
