ZEMAX光学软件详解：建模、性能分析与公差分析

"光学设计建模的讲解，重点介绍了ZEMAX光学设计软件的功能和应用，包括光学系统的设计流程、建模、公差分析以及用户扩展功能。" 光学设计建模是一个复杂而精确的过程，涉及到多个关键步骤和专业工具。ZEMAX是一款广泛使用的光学设计软件，它提供了强大的功能来满足各种光学系统设计需求。在光学设计建模中，ZEMAX扮演着核心角色，能够处理从简单的一般系统到复杂的非顺序元件的光学系统设计。 在描述中提到的系统要求是设计的基础，例如，焦距f'为9mm，F#为4，视场2ω为40度，以及在67.5lp/mm的分辨率下，要求MTF（调制传递函数）大于0.3。这些参数是评估光学系统性能的关键指标，MTF反映了成像质量，而F#和视场则影响了系统的光照分布和视野范围。 ZEMAX软件介绍部分涵盖了光学设计流程，包括对光学系统的建模，这涉及到创建序列结构和非序列结构的光学组件。非顺序元件的处理是ZEMAX的一个独特之处，允许设计者考虑散射、衍射等非直射光线的影响。此外，ZEMAX还支持用户自定义玻璃库，以便于选用特定材质的光学元件。 公差分析是光学设计中的重要环节，ZEMAX提供了样板匹配和公差分析工具，帮助设计师评估和优化设计对制造误差的敏感性。在系统性能分析与优化方面，ZEMAX的像质分析和照明特性分析可以直观地展示系统的成像质量和照明效果，同时，其内置的优化功能如Global Search和Hammer optimization能自动寻找最佳设计方案。 ZEMAX的数据输出功能包括系统参数和性能报告，以及零件图输出，便于设计文档的记录和制造。此外，ZEMAX还提供了两种用户扩展功能，一是ZPL宏语言编程，用户可以通过编写脚本来定制功能；二是C++语言功能扩展，允许更深入的软件集成和定制。 操作界面快速扫描功能使得用户在顺序和非顺序模式之间轻松切换，增强了设计的灵活性和效率。ZEMAX是一款全面的光学设计工具，它为光学工程师提供了从概念设计到实际应用的全套解决方案。