Zemax优化技巧与效率提升策略

Zemax是一款广泛应用于光学设计的软件，由FocusSoftware公司开发，提供三种不同版本：标准版（ZEMAX-SE）、完整版（ZEMAX-XE）和专业版（ZEMAX-EE），满足不同用户的需求。其市场占有率高达80%~85%，在全球范围内销售了超过两万套，台湾地区销售量已超过600套，中国大陆也拥有300多套用户。 在使用Zemax进行光学设计时，有一些优化建议可供参考： 1. **计算效率优化**：在设计初期，没有必要对所有视场和波长进行详细光线追踪，可以通过调整权重设置，将权重为0的视场或波长剔除，以减少计算时间。 2. **视场点平衡**：在设计过程中，合理地平衡各个视场点的处理，确保关键区域得到充分考虑，有助于提高优化效果。 3. **优化方法选择**：推荐使用`solve`代替`variables+constraints`，这样可以使优化过程更为高效。 4. **默认优化函数**：除非有特殊需求，一般情况下优先使用软件的缺省优化函数，它们通常经过优化，能提供较好的性能。 5. **边界条件管理**：利用边界条件来控制操作数，有助于限制问题的复杂性和计算量。 6. **对称性利用**：如果系统具有对称性，仅使用Y视场进行计算可以显著减少工作量。 7. **Merit functions策略**：尝试交换不同的优化目标（如spot radius和wavefront），可能会影响初始优化起点，从而找到更优解。 8. **变量审查**：检查并确认哪些变量是有效的，避免优化过程中不必要的变量干扰结果。 9. **变量追踪**：理解哪些物理量在优化过程中会变化，这对于控制优化过程和解读结果至关重要。 10. **高级功能**：利用如Hammer优化这样的高级工具，能够在复杂的光学设计中实现更精细的优化。 Zemax被广泛应用于传统相机、数码相机、内窥镜等光学系统的设计，以及DVD/VCD读写头、投影系统、照明系统、干涉仪、LED和激光器等高科技设备的光学设计。众多知名机构如NASA、Sandia国家实验室、军方、以及国内外高校和企业，都在使用Zemax进行光学研究和产品开发。 通过Zemax，用户可以创建反射、折射、衍射和散射等各种光学模型，这使得它在光学设计领域占据了核心地位。随着软件的不断更新和丰富的教育资源，Zemax成为光学设计师不可或缺的工具。