Zemax初学者教程：透镜设计基础与实例

"该资源是一个关于使用ZEMAX进行透镜设计的入门教程，适合具有研一水平的学习者，强调实践操作，要求掌握基础的几何光学知识和一定的数学能力，如代数、三角学和微积分。课程内容涵盖透镜设计的基本技术，包括入门指南、设计规则和基本定律，涉及软件操作、优化方法和各种光学参数的计算。" 在"introduction to lens design with zemax examples"这个课程中，主要目标是教授初学者如何利用ZEMAX这一专业光学设计软件进行透镜设计。透镜设计不再局限于少数专家的领域，现在借助先进的设计软件和普遍的高性能计算设备，这门技术变得更加普及。课程旨在为光学工程领域的从业者提供必要的基础知识和技能，同时也作为评估潜在雇员技术能力的标准。 课程内容分为几个部分，首先会介绍透镜设计的重要性，解释了为何需要透镜设计，并回顾其历史发展，从简单的系统到复杂的系统。课程要求学生具备一定的几何光学背景知识，比如理解Hecht和Zajac以及Jenkins和White的光学书籍中的概念。课程将使用ZEMAX作为主要工具，学生需要熟悉和操作这款软件。 课程的技术需求包括对曲率、厚度、折射率、光瞳尺寸和位置、视场角等基本光学参数的理解。在数学方面，需要掌握代数、三角学、几何以及初步的微积分。课程提供的技术包括： 1. 入门技巧：这涉及到手动计算和薄透镜的预先设计，使学生能够处理一级设计问题，如有效焦距、后焦距、F数等。 2. 设计规则：这部分涵盖ZEMAX的命令输入、变量选择、评价函数设置和优化过程，以及设计分析方法。 3. 基本定律：讲解透镜设计的具体规则，如何选择起点，制定操作计划，以解决二级和三级像差，如球差、彗差、象散、畸变等。 课程还将涉及光学系统的其他关键性能指标，如拉格朗日不变量、轴向和横向色差、最小弥散斑、匹兹凡场曲、波前变化、斯托列尔比等。图1.1概述了已经掌握的入门技巧，帮助学生逐步建立起透镜设计的知识框架。 这个课程是一个全面的透镜设计入门，通过实例和ZEMAX的实践操作，让学生能够理解和应用光学设计的基本原理，从而提升其在光学工程领域的专业素养。