Zemax初学者教程：光学系统设计实践

"Zemax初级教程是一份针对光学系统设计的入门手册，旨在帮助初学者使用Zemax软件进行光学系统的设计和练习。该手册由蔡长青同学完成初版翻译，并在Zemax E.E. 7.0上进行了测试。黄晓龙同学随后进行了校稿和独立检验，确保内容适用于Zemax E.E. 8.0版本。手册包括七个习作，涵盖了从单镜片设计到更复杂的光学系统，目的是提升团队成员对光学系统设计的掌握能力。" 在Zemax初级教程中，学习者将逐步了解并掌握以下关键知识点： 1. **启用Zemax**：学习如何启动和操作Zemax软件，熟悉基本界面和功能。 2. **输入参数**：学习如何设定波长（Wavelengths），如在系统菜单下选择并输入不同波长的数据，例如可见光谱中的特定波长。 3. **镜头数据编辑器（Lens Data Editor, LDE）**：了解LDE的作用，如何在其中定义镜片类型、数量、曲率半径、厚度、尺寸和位置等关键光学参数。 4. **光线扇（Ray Fan）**：学习如何生成光线扇图，这是一种展示光线通过光学系统路径的可视化工具。 5. **光程差（OPD）**：理解OPD的概念，它是评估光学系统中光线相位差的度量，对于优化设计至关重要。 6. **斑点图（Spot Diagrams）**：学习如何创建和分析斑点图，斑点图用于评估光学系统的成像质量。 7. **厚度解决（Solve for Thickness）**：掌握如何利用Zemax自动计算镜片厚度以达到最佳设计。 8. **变量定义与优化（Variables）**：学习如何定义设计变量，以及如何执行简单的光学设计优化，以改善系统性能。 9. **多配置激光束扩展器**：在习作五中，会涉及到如何设计和分析这种复杂光学系统，用于扩大激光束的直径。 10. **折叠镜（Fold Mirrors）与坐标变换（Coordinate Breaks）**：在习作六中，学习如何处理光线在系统内部的反射以及坐标转换。 11. **额外数据编辑器（Extra Data Editor）与二进制表面优化**：习作七介绍了如何使用Extra Data Editor来添加自定义数据，以及如何利用二进制表面进行优化，这是实现高级光学设计的关键技巧。 通过这些习作和练习，初学者可以逐步熟悉Zemax软件，理解光学系统的基本原理，并能够设计和优化简单的到复杂的光学系统。教程的目标是提高团队成员对光学设计的整体理解和技能水平，以便在实际项目中应用。