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

1、光學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn)一光學(xué)設(shè)計(jì)軟件ZEMAX的安裝和基本操作實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)ZEMAX軟件的安裝過程，熟悉ZEMAX軟 件界面的組成及基本使用方法。二.實(shí)驗(yàn)要求a）掌握ZEMAX軟件的安裝、啟動(dòng)與退出的方 法。b）掌握ZEMAX軟件的用戶界面。c）掌握ZEMAX軟件的基本使用方法。d）學(xué)會(huì)使用ZEMAX的幫助系統(tǒng)。三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.通過桌面快捷圖標(biāo)或“開始一程序”菜單運(yùn)行 ZEMAX,熟悉ZEMAX的初始用戶界面，如 下圖所示：-5 -S-friFlCjlJH'TnRcportsLi SflnriMno'M/LD 外狀況iVKE,：Erdm£lS 藥口Mndo*助牝即.口

2、OpeSa、pj GenFe V/a<11L3d R動(dòng) Opd| Sot "tlLen J S貨 F1& |麟 欽塌斷毋（投化者:snasrHuanq ）- X JI然M廷宓蜘5d-迂以2叫“分：平肋乜）SxicfCoxairrt:Radiu.rhicknanaClaaa-Di »»1：Conic1OBJSt3dord0.0000000.000000370StandardInfinityV10.000000BK?0.0000000.0000009XuflulcyV250.0000000.0000000.0000003StandArdInfinity5

3、.000000OK?0.0000000.000000怦仇函戮斛:O.OOOOOCE+OOO1 - a1X弟j ZEMAX-EE - D:ema2005 Chinese ver5ionSAMPLESLENS.zMXQldtxD 工k"8助 «atxtC,Oper *fyp«=心Uerght.1 SLX>：jSLXK嬪致£就淚未蒯碼工且0。均而助IH）一 EFFL： -IWNO! 10OTOEKPDsO- lOTR! 300圖1ZEMAX用戶界面2 .瀏覽各個(gè)菜單項(xiàng)的內(nèi)容，熟悉各常 用功能、操作所在菜單，了解各常用菜單的 作用。3 .熟悉使用各個(gè)常用的

4、快捷按鈕。4 .學(xué)會(huì)從主菜單的編輯菜單下調(diào)出各種常見編輯窗口（鏡頭數(shù)據(jù)編輯、優(yōu)化函數(shù)、 多重?cái)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)）。5 .調(diào)用ZEMAX自帶的例子（例如根目錄下 samplestutorialtutorial zoom2.zmx文件），學(xué)會(huì)打開常用的分析功能項(xiàng)：草圖（2D草圖、3D草圖、實(shí)體模型、渲染模型 等）、特性曲線（像差曲線、光程差曲線）、 點(diǎn)列圖、調(diào)制傳遞函數(shù)等，學(xué)會(huì)由這些圖進(jìn)行簡單的成像質(zhì)量分析。6 .從主菜單中調(diào)用優(yōu)化工具，簡單掌握優(yōu)化工具界面中的參量。7 .掌握鏡頭數(shù)據(jù)編輯（LDE）窗口的作用以及窗口中各個(gè)行列代表的意思。8從主菜單.報(bào)告下形成各種形式的報(bào)告。9 .通過主菜單-幫助下的操作手

5、冊(cè)調(diào)用 幫助文件，學(xué)會(huì)查找相關(guān)幫助信息。四.報(bào)告要求:1. 打開安裝目錄下的samplestutorialtutorial zoom2.zmx 文件，生成其2D圖、實(shí)體（轉(zhuǎn)角）、渲染（轉(zhuǎn)角）、像差特征曲線、OPD曲線、曲面數(shù)據(jù)報(bào)告（第 7面）、規(guī)則報(bào)告（截屏至“角度放大率”）和圖解報(bào)告4。截屏后打印出來。2 .試在打印出來的2D圖上標(biāo)出各個(gè)面的位置以及相應(yīng)面厚度值的具體指向（方向、范目);比較分析LDE窗口中兩個(gè)“半徑” （Radius和 Semi-Diameter）具體指的是什么，并定性的 在2D圖中標(biāo)出第5面和第7面分別的Radius 和 Semi-Diameter o3 .試從幫助手冊(cè)（

6、主菜單幫助操作手冊(cè)）中查找點(diǎn)列圖左下角關(guān)于GEO RADIUS和 RMS RADIUS的定義和區(qū)別。五.實(shí)驗(yàn)儀器PC機(jī)實(shí)驗(yàn)二基于ZEMAX的簡單透鏡的優(yōu)化設(shè)計(jì)一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)用ZEMAX對(duì)簡單單透鏡和雙透鏡進(jìn)行設(shè) 計(jì)優(yōu)化。二.實(shí)驗(yàn)要求1.掌握新建透鏡、插入新透鏡的方法;2.學(xué)會(huì)輸入波長和鏡片數(shù)據(jù);3 .學(xué)會(huì)生成光線像差(ray aberration)特性 曲線、光程差(OPD)曲線和點(diǎn)列圖(Spot diagram)、產(chǎn)生圖層和視場曲率圖；4 .學(xué)會(huì)面厚度的求解方法，學(xué)會(huì)定義透鏡的邊緣厚度解和視場角，進(jìn)行簡單的優(yōu)化。三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1） .用BK7玻璃設(shè)計(jì)一個(gè)焦距為100mm的F/4單透鏡，要求

7、在軸上可見光范圍內(nèi)。1 .打開ZEMAX軟件，點(diǎn)擊新建，以抹去打開時(shí)默認(rèn)顯示的上一個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)果，同時(shí)新建 一個(gè)新的空白透鏡。2 .在主菜單-系統(tǒng)-光波長彈出的對(duì)話框中 輸入3個(gè)覆蓋可見光波段的波長，設(shè)定主波 長。同樣在系統(tǒng)-通用配置里設(shè)置入瞳直徑 值（由設(shè)計(jì)要求決定）。3 .在光闌面的Glass列里輸入BK7作為指 定單透鏡的材料，并在像平面前插入一個(gè)新 的面作為單透鏡的出射面。4 .輸入相關(guān)各鏡面的厚度和曲率半徑（STO面厚度舉例為4mm,其余各面厚度由設(shè)計(jì)要 求決定）。5 .生成光線像差特性曲線、2D、3D圖層 曲線和實(shí)體模型、渲染模型等分析圖來觀察 此時(shí)的成像質(zhì)量。6 .利用Solve功能

8、來求解第2面的厚度,以便適當(dāng)?shù)南x焦現(xiàn)象，更新后觀察各分析圖的相應(yīng)變化。7 .將第1、第2面的曲率半徑以及第2面的厚度值設(shè)為變量，建構(gòu)并調(diào)用默認(rèn)優(yōu)化函數(shù)（Merit Function）。8 .在調(diào)用默認(rèn)優(yōu)化函數(shù)后的優(yōu)化函數(shù)編輯框中的第一行前按INS插入一個(gè)新行，在其oper#列處雙擊（或右鍵單擊），在彈出的 對(duì)話框中將操作數(shù)選為EFFL, target設(shè)為 100, weight 設(shè)為 1,確定。9 .調(diào)用優(yōu)化工具進(jìn)行優(yōu)化，在優(yōu)化后更新全部內(nèi)容，然后觀察各分析圖的相應(yīng)變化。10 .分別調(diào)用點(diǎn)列圖、0PD圖以及焦點(diǎn)色位移圖（主菜單-分析-雜項(xiàng)）來觀察最優(yōu)化后的成像質(zhì)量。11 .將此設(shè)計(jì)起名保存

9、，生成報(bào)告。（2） .以前一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)優(yōu)化后的單透 鏡為基礎(chǔ)，添加一塊材料為SF1玻璃的透鏡來構(gòu)建膠合雙透鏡系統(tǒng)，進(jìn)一步優(yōu)化成像質(zhì)量。1 .插入新的平面作為第二塊透鏡的出射面，輸入相關(guān)鏡面的厚度（兩塊透鏡厚度舉 例均為3mm）、曲率半徑（由設(shè)計(jì)要求決定） 的初始值以及玻璃類型值（BK7、SFl）o2 .生成光線像差特性曲線、2D、3D圖層 曲線和實(shí)體模型、渲染模型等分析圖來觀察 此時(shí)的成像質(zhì)量。3 .設(shè)置ST0面、第2、第3面的曲率半徑,以及第3面的厚度為變量，沿用前例的優(yōu)化 函數(shù)，在優(yōu)化更新后觀察各分析圖的相應(yīng)變 化，并分別對(duì)比單透鏡時(shí)的點(diǎn)列圖、0PD圖 以及焦點(diǎn)色位移圖（主菜單-分析-

10、雜項(xiàng)）的 相應(yīng)變化，觀察雙透鏡此時(shí)的成像質(zhì)量。4 .為了實(shí)際裝配需要，將各透鏡半口徑改得比系統(tǒng)優(yōu)化后自動(dòng)生成的半口徑稍大 （舉例為14mm）,更新后觀察此時(shí)的3D圖和 各特性曲線的變化，從曲面數(shù)據(jù)報(bào)告中查看 各面的邊緣厚度值。5 .利用Solve功能來求解鏡片邊緣厚度（舉例設(shè)計(jì)要求為3mm）,更新后觀察各分析圖的相應(yīng)變化。再一次調(diào)用優(yōu)化函數(shù)進(jìn)行優(yōu) 化后，重新觀察各分析圖變化。6 .定義視場（系統(tǒng)-視場，舉例加入兩個(gè) 分別為7。和10°的y視場），從分析-雜項(xiàng) -視場場曲調(diào)出場曲圖來觀察此雙透鏡的離軸特性。7 .將此設(shè)計(jì)起名保存，生成報(bào)告。四.報(bào)告要求：1 .截屏打印:單透鏡：LDE窗

11、口，OPD圖，圖解報(bào)告4,點(diǎn)列圖，焦點(diǎn)色位移圖雙透鏡：LDE窗口，第1面 的曲面數(shù)據(jù)報(bào)告，2D圖，場曲圖，焦點(diǎn)色位移圖2 .試總結(jié)本例中是如何實(shí)現(xiàn)新建透鏡和插 入新透鏡的；3 .試分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（一）.8中各項(xiàng)設(shè)置的意義；4 .試分析在第1面的曲面數(shù)據(jù)報(bào)告中的 Thickess 值和 Edge Thickness 分別 指的是什么值，在2D圖中標(biāo)出相應(yīng)的 指向（方向、范圍）。五.實(shí)驗(yàn)儀器PC機(jī)-33 -實(shí)驗(yàn)三 基于ZEMAX的牛頓望遠(yuǎn)鏡的優(yōu)化設(shè)計(jì)一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)使用ZEMAX軟件對(duì)典型牛頓望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。二.實(shí)驗(yàn)要求1.2.3.掌握設(shè)立反射鏡、使坐標(biāo)中斷的方法;學(xué)會(huì)使用圓錐常量來優(yōu)化成像質(zhì)量

12、;學(xué)習(xí)點(diǎn)列圖和3D圖形分析像質(zhì)的簡單方法。三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容利用ZEMAX軟件來設(shè)計(jì)一個(gè)1000mm F/5的 牛頓望遠(yuǎn)鏡，即一個(gè)曲率半徑為2000mm的 鏡面和一個(gè)200mm的孔徑。T. I"圖3. 1典型牛頓反射式望遠(yuǎn)鏡1.打開ZEMAX軟件，點(diǎn)擊新建，以抹去打開時(shí)2.3.4.5.默認(rèn)顯示的上一個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)果，同時(shí)新建一個(gè) 新的空白透鏡。在LDE （透鏡數(shù)據(jù)編輯器）中輸入相關(guān)平面 的曲率半徑、厚度和玻璃類型值（反射鏡玻 璃類型為MIRROR） o在主菜單-系統(tǒng)中設(shè)置孔徑值，并沿用默認(rèn) 的波長和視場角值。生成光線像差特性曲線、2D、3D圖層曲線和 實(shí)體模型、渲染模型等分析圖來觀察此時(shí)的 成像

13、質(zhì)量。6.在像平面前插入一個(gè)新的虛構(gòu)面（未來放置生成標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)列圖，并與艾利斑對(duì)比（從點(diǎn)列 圖中選設(shè)置-查看比例-Airy Disk）來進(jìn)行 像質(zhì)的簡單分析。反射鏡），合理設(shè)置中斷的坐標(biāo)值以獲得光 闌面和虛構(gòu)面的厚度，將兩個(gè)厚度輸入LDE 中的相應(yīng)位置。7.從主菜單-工具-折疊反射鏡里添加一個(gè)反射鏡，設(shè)置交疊曲面為2,確定。8.更新后觀察此時(shí)的各分析圖，注意分析哪些圖已經(jīng)不再起作用了。通過相應(yīng)按鍵操作旋 轉(zhuǎn)縮放3D類的分析圖來觀察成像質(zhì)量。9 .在光闌面（STO）前新添加一個(gè)圓形擋光面,設(shè)置合理的面厚度和擋光半徑。10 .更新后重新觀察此時(shí)的3D類分析圖，觀察此時(shí)的成像質(zhì)量和效果。11 .更名存盤

14、后生成報(bào)告。四.報(bào)告要求：1 .分析：（1）試解釋添加折返面的對(duì)話框中的 3個(gè)選項(xiàng)的意義及添加后多出來的兩個(gè)虛構(gòu) 面的作用；（2）若要使本例的反射后的轉(zhuǎn)角分別 向上、（垂直于顯示器平面）向里和（垂直 于顯示器平面）向外，那么分別應(yīng)該做哪些 具體改變？2 .分別打印反射方向?yàn)橄蛏舷蛳孪蚶?向外的最終實(shí)體圖及某一方向的LDE的截 圖。3 .上傳任一反射方向的存檔，以學(xué)號(hào)為 文件名。五.實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)四基于ZEMAX的施密特卡塞格林系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)使用ZEMAX軟件對(duì)帶有非球面矯正器的施密特-卡塞格林系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。二.實(shí)驗(yàn)要求1 .掌握使用多項(xiàng)式的非球面的方法;2 .掌握遮攔、孔徑的

15、相關(guān)知識(shí);3 .掌握OPD圖和MTF分析像質(zhì)的簡單方法。三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)帶多項(xiàng)式非球面矯正器的檎器鏡,主鏡）特-卡塞格林系統(tǒng)，要求10英寸的孔徑,1U英寸的后焦距（從主鏡的后面到焦點(diǎn)）。圖4.1典型的帶有施客特校正板的折反射式物鏡施密特校正根、1.打開ZEMAX軟件，點(diǎn)擊新建，以抹去打開時(shí)默 認(rèn)顯示的上一個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)果，同時(shí)新建一個(gè)新 的空白透鏡。2 .從主菜單-系統(tǒng)-通用配置里設(shè)置孔徑值和單位（英寸），同樣在系統(tǒng)-光波 長里設(shè)置覆蓋可見光波段的3個(gè)典型 波長，設(shè)置主波長值。（至此完成系統(tǒng) 參數(shù)的設(shè)置）3 .在光闌面后插入兩個(gè)面，輸入相應(yīng)的各面的厚度、曲率半徑和玻璃類型值（其 中施密特校正板用

16、BK7,厚度舉例為1英寸）。4.生成2D草圖來觀察此時(shí)的光路和成像效果。（至此完成施密特結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建）5 .新添加一個(gè)輔助鏡面（即圖4. 2中的雙曲面）,合理設(shè)置各個(gè)平面新的厚度、曲率半徑值, 并將第四面的曲率半徑設(shè)為變量，未來讓ZEMAX自動(dòng)求解。6 .構(gòu)建新的優(yōu)化函數(shù)，在優(yōu)化后更新全部內(nèi)容。7.生成OPD圖，分析成像質(zhì)量。8 .將第一面（STO）的表面類型改為“EVEN ASPHERE”以便為非球面矯正器指定多項(xiàng)式非 球面系數(shù)。將該面的“4th （6th、8th） Order Term"項(xiàng)分別設(shè)為變量。9 .選擇主菜單-工具-優(yōu)化，優(yōu)化后重新更新OPD圖，分析此時(shí)的成像質(zhì)量。10

17、.將第一面的半徑設(shè)為變量，再次優(yōu)化，更新后生成OPD圖，分析此時(shí)的成像質(zhì):=111 .從主菜單-系統(tǒng)-視場里將視場角個(gè)數(shù)設(shè)置為3,輸入適當(dāng)?shù)膟角度（舉例分別為0, 0.3, 0.5）,更新后對(duì)比觀察此時(shí)的OPD圖。12 .重新構(gòu)建優(yōu)化函數(shù)對(duì)此設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化,更新后再觀察此時(shí)的OPD,分析成像質(zhì)量。13 .從主菜單-分析-調(diào)制傳遞函數(shù)-快速傅里葉 變換生成MTF圖，由圖分析此時(shí)的像質(zhì)。至 此完成卡塞格林結(jié)構(gòu)的創(chuàng)建和優(yōu)化）14 .返回LDE,雙擊第三面的第一列，將Aperture標(biāo)簽中的光圈類型改為“圓形光圈”，設(shè)置最 小半徑為L 7,最大半徑為6,完成主反射面上缺口的設(shè)計(jì)。15 .在第三面

18、前插入一個(gè)新的面（此時(shí)原來的第三面變位第四面），將新面（即現(xiàn)在的第三面） 厚度改為20o將第二面的厚度由60改為40o16 .將第三面的第一列的孔徑類型改為圓形擋光，最大半徑設(shè)為2.5。再將第三面的半口徑是為2.5。（至此完成擋光板和通光孔的設(shè)置）17 .更新全部內(nèi)容后重新觀察MTF圖和3D類型的各分析圖，分析此時(shí)的成像質(zhì)量。18 .存盤后生成報(bào)告。四.報(bào)告要求：1 .試分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容15、16中各個(gè)參量的設(shè) 置理由；2 .試分析在添加了擋光板和通光孔后MTF曲線有了什么樣的變化，對(duì)于成像質(zhì)量而言有什 么影響；3 .打印最終的LDE圖、實(shí)體模型圖、MTF圖、 OPD圖（含3個(gè)視場角）。4 .上傳

19、最后的存檔文件。五.實(shí)驗(yàn)儀器PC機(jī)實(shí)驗(yàn)五基于ZEMAX的激光擴(kuò)束鏡的優(yōu)化設(shè)計(jì)一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)會(huì)使用ZEMAX軟件對(duì)多重結(jié)構(gòu)配置 的激光束擴(kuò)大器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。二.實(shí)驗(yàn)要求1 .掌握使用多重結(jié)構(gòu)配置；2 .進(jìn)一步學(xué)習(xí)構(gòu)建優(yōu)化函數(shù)。三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)一個(gè)激光擴(kuò)束器，使用的波長為1.053 um,輸入光束直徑為100mm,輸出光束的直徑為20mm,且輸入光束和輸出光束平行。要求只使用兩片鏡片，設(shè)計(jì)必須是 伽利略式的（沒有內(nèi)部焦點(diǎn)），在鏡片之間 的間隔必須不超過250mm,只許使用1片非球面，系統(tǒng)必須在波長為06328 um時(shí)測 試。圖5.1激光擴(kuò)束器簡單結(jié)構(gòu)示意圖1 .打開ZEMAX軟件，點(diǎn)擊新建，以抹去

20、打開時(shí)默認(rèn)顯示的上一個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)果，同時(shí)新 開一個(gè)新的空白透鏡。2 .在像平面前插入4個(gè)面,輸入相關(guān)各面的厚度、曲率半徑和玻璃類型值，如下表所 示:SurfJurf aev FyF*RadiusIhiekneraGlassFocal LosxjfOBJStandardInfinityInEinitySTOStandardInfinity V10.000BK72StandardInfinity V250.0003StandardInfinity5.000BK74StandardInfinity V10.0005Paraxial25.00025,000IMAStandardInfinity3.在主菜單

21、一系統(tǒng)里分別設(shè)置入瞳直徑為100,波長為L 053微米。4 .從主菜單-編輯-優(yōu)化函數(shù)構(gòu)建一個(gè)優(yōu)化函數(shù)，在第一行將操作數(shù)類型改為REAY,為surf輸入5,為Py輸入L 00, target 輸入10, weight輸入lo5 .從評(píng)價(jià)函數(shù)編輯窗中選工具-默認(rèn)優(yōu)化函數(shù)。再選reset,將“開始在”的值改 為2,確定。6 .從主菜單一工具中選擇優(yōu)化，優(yōu)化完成 后生成OPD圖，分析此時(shí)的像質(zhì)。7.將第一面的錐系數(shù)（conic）列設(shè)為變量。再次優(yōu)化后，重新生成OPD圖，分析 此時(shí)的像質(zhì)。8 .將三個(gè)曲率和圓錐系數(shù)的變量狀態(tài)去 掉。（建議此時(shí)存檔一次），確定后再次更新OPD圖，分析此時(shí)的質(zhì)。10 .將

22、第二面的厚度250mm設(shè)為可變，然 后工具-優(yōu)化后，重新生成0PD圖。此時(shí)去 掉第二面的可變狀態(tài)。11 .從主菜單一編輯中調(diào)出多重結(jié)構(gòu)編輯,在這個(gè)窗口的編輯菜單中選“插入結(jié)構(gòu)”來插入一個(gè)新的結(jié)構(gòu)配置，雙擊第一行的第一列，從下拉框（操作數(shù)）中選wave,在同樣的對(duì)話框里為wave length#選擇1,確定。 在configl下輸入1. 053,在config2下輸 入0.6328 o12 .按Insert為多重結(jié)構(gòu)編輯器加入新 的一行，在新的第“1”行的第一列雙擊， 然后選THIC為操作數(shù)類型。從surface列 選2,確定。在configl下輸入250,在 config2下輸入250o將co

23、nfig2下的第二 面的厚度設(shè)為變量。13 .回到優(yōu)化函數(shù)編輯器。選工具-默認(rèn) 優(yōu)化函數(shù)，在顯示的對(duì)話框中將“開始在”的值改為1,確定。14 .在結(jié)構(gòu)配置1的第一個(gè)OPDX行之前 插入新的一行，將新加的這一行的操作數(shù)類型改為REAY,為surf輸入5, Py輸入1, target輸入10.結(jié)構(gòu)配置2中不需要更改。15 .回到LDE,將第1、2和4面的曲率半徑以及第1面的conic設(shè)為變=O重新工具-優(yōu)化。16 .此時(shí)若雙擊多重結(jié)構(gòu)的configl列頭, 更新0PD圖，得到關(guān)于1. 053波長的OPD圖; 若雙擊config2列頭，則得到0. 6328波長 的0PD圖，分析像質(zhì)。快捷鍵ctrl+

24、A可用 來在這兩個(gè)配置之間快速切換。17,存盤后生成報(bào)告。四,報(bào)告要求:L分析此例中近軸面(paraxial)的作用是什么？其焦距和面厚度的關(guān)系應(yīng)為?2 .試簡要分析什么叫做多重結(jié)構(gòu)，其主要作用是什么?3 .打印兩個(gè)結(jié)構(gòu)分別的最終LDE窗口、0PD圖和實(shí)體圖(轉(zhuǎn)角)。4 .上傳存檔文件。五.實(shí)驗(yàn)儀器PC機(jī)實(shí)驗(yàn)六基于ZEMAX的折疊反射鏡面和坐標(biāo)斷點(diǎn)設(shè)計(jì)1 .實(shí)驗(yàn)?zāi)康母钊氲膶W(xué)習(xí)理解坐標(biāo)斷點(diǎn)和反射鏡面的 應(yīng)用。2 .實(shí)驗(yàn)要求1 .更深入的理解坐標(biāo)斷點(diǎn)；2 .掌握傾斜和偏心系統(tǒng)設(shè)立的符號(hào) 約定；3 .對(duì)比實(shí)驗(yàn)三中添加折疊反射鏡的方法，更深入了解反射鏡面的添加和應(yīng)用。三.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.打開ZEMAX軟

25、件，點(diǎn)擊新建，以抹去打開時(shí)默認(rèn)顯示的上一個(gè)設(shè)計(jì)結(jié)果，同時(shí)新開 個(gè)新的空白透鏡。2 .在LDE的第一面即ST0面的表面類型 列上雙擊，從下拉菜單里選Paraxial,將STO面類型改為近軸鏡片。STO的厚度設(shè)為 100,這是近軸鏡片的缺省焦距。3 .在系統(tǒng)-通用配置中將入瞳直徑設(shè)為20.4 .生成3D草圖，觀察其光路和成像效果。5 .在IMA面前插入3個(gè)新面，將第1面（STO面）的厚度改為30,在第3面的玻璃列輸入MIRROR,第4面厚度改為-70.6 .更新3D草圖，對(duì)比觀察其光路和成像 效果。7 .分別雙擊第2、4面的表面類型列，將 這些面改為坐標(biāo)斷點(diǎn)（coordinate break）o

26、雙擊第4面的Parameters列（即Tilt about X列），在下拉列表中選擇Pickup作為求解 類型，設(shè) From Surface 為 2, Scales Factor 為1,確定。在第2面的Tilt about x列里 輸入45.8 .更新全部內(nèi)容后，重新生成3D草圖， 對(duì)比觀察其光路和成像效果。9 .在IMA面前再插入3個(gè)新面，將第4面的厚度從-70改為-30,第6面的玻璃改為MIRROR,第7面的厚度改為40,再將第5第7面的表面類型改為坐標(biāo)斷點(diǎn)，在第5面 對(duì)X軸的傾斜中輸入-45,在第7面的Tilt about x上雙擊，選擇對(duì)其Pickup求解，求解是從第5面得到，比例因子為L10 .更新3D草圖，對(duì)比觀察其光路和成像效果。1L存盤生成報(bào)告。四.報(bào)告要求:1 .若此例中的兩次轉(zhuǎn)向都用實(shí)驗(yàn)三中的直接 添加折疊反射鏡的方式來實(shí)現(xiàn)，如何做到？(需列出具體步驟圖)添加第*塊反射鏡前的LDE:設(shè)置欲添加第*塊反射鏡面的位置:添加第*塊折疊反射鏡的具體實(shí)現(xiàn): 添加第*面反射鏡后的LDE：2 .比較兩種方式得到的最后結(jié)果是否一致?3 .打印要求1中的具體步驟圖和最終的實(shí)體 圖。4 .在第2和第5面的"tilt about x”中輸 入30和-60,打印最