Zemax非序列设计教程：构建均匀照明系统

"本教程是关于使用Zemax进行非序列成像设计的实践指南，以一个实际案例——设计一个利用灯泡光源、导光管匀光的均匀照明系统为例，阐述了非成像光学设计的基本步骤和方法。教程中包含了创建非顺序系统、设置系统属性、选择光学元件以及分析光路中不同点的照度分布等内容，旨在帮助用户掌握Zemax软件在非序列模式下的操作流程。" 在Zemax中设计非序列系统，首先需要理解非序列模式与传统的序列模式的区别。序列模式通常适用于常规的光学系统设计，如透镜、反射镜等按顺序排列的光学系统，而非序列模式则适用于处理复杂、不遵循光线连续传播规则的光学问题，如照明设计、自由形状表面等。 创建非顺序系统的第一步是设置基本系统属性。这包括定义光源类型，如在这个例子中，选用的是filament（灯丝）作为光源，接着是选择合适的光学元件，如parabolic reflector（抛物面反射镜）和 plano-convex lens（平凸透镜），这些元件可以用来收集和引导光线。布局图显示了这些元件的位置关系，即点光源发出的光线经过抛物面反射镜反射后，通过平凸透镜耦合进入矩形光管。 为了分析系统的性能，我们需要跟踪分析射线，这可以通过在Zemax中设置探测器来实现。通过追踪这些射线，我们可以得到在光学系统中不同位置的辐射度分布，这对于评估照明效果的均匀性至关重要。最终的目标是生成类似示例图片所示的照度分布图，展示出光线在光管内的分布情况。 切换到非序列模式是在Zemax软件中进行非序列设计的关键步骤。默认情况下，Zemax处于顺序/混合模式。用户需要通过菜单栏选择File > Non-Sequential Mode来进入非序列模式。在非序列模式下，编辑器的窗口标题栏会显示Non-Sequential Component Editor，而不是Sequential Mode下的Lens Data Editor。Lens Data Editor仅适用于序列或混合模式的系统设计。 在非顺序组件编辑器中，用户可以自由地定义和布局光学元件，调整光源和探测器的位置，进行更复杂的光路模拟。这个编辑器提供了更多的灵活性，以适应非顺序成像设计的需求。 总结来说，本教程通过实际操作展示了如何使用Zemax进行非序列成像设计，包括设置系统参数、选择光学元件、追踪射线分析以及理解和使用非序列模式的编辑器。这不仅有助于初学者了解非成像光学设计的基本过程，也为有经验的设计师提供了一个清晰的操作指引。