《ZEMAX光學設計超級學習手冊》以ZEMAX 2010作為軟件平臺，詳細講解了ZEMAX在光學設計中的使用方法與技巧，幫助讀者盡快掌握ZEMAX這一光學設計工具�！ 禯EMAX光學設計超級學習手冊》結合作者多年的使用和開發(fā)經(jīng)驗，通過豐富的工程實例將ZEMAX的使用方法詳細介紹給讀者。全書共分為11章，主要講解了ZEMAX的使用界面和基本功能，光學像差理論和成像質(zhì)量的評價，以及各種透鏡和目鏡、顯微鏡、望遠鏡等目視光學系統(tǒng)的設計�！ 禯EMAX光學設計超級學習手冊》注重基礎，內(nèi)容詳實，突出實例講解，既可以作為光學設計人員、科研人員等相關專業(yè)人士的工具書，也可以作為相關專業(yè)高年級本科生、研究生的學習教材。
內(nèi)容全面，結構清晰；講解細致，循序漸進。工程應用實例豐富；所有實例均經(jīng)過精心設計與篩選，代表性強。
目 錄
第1章 ZEMAX入門 1
1.1 ZEMAX的啟動與退出 1
1.2 用戶界面 3
1.2.1 窗口類型 4
1.2.2 主窗口介紹 4
1.2.3 文件菜單 5 目 錄
第1章 ZEMAX入門 1
1.1 ZEMAX的啟動與退出 1
1.2 用戶界面 3
1.2.1 窗口類型 4
1.2.2 主窗口介紹 4
1.2.3 文件菜單 5
1.2.4 編輯菜單 6
1.2.5 系統(tǒng)菜單 16
1.2.6 分析菜單 20
1.2.7 工具菜單 20
1.2.8 報告菜單 29
1.2.9 宏指令菜單 32
1.2.10 外擴展菜單 32
1.2.11 窗口菜單 33
1.2.12 幫助菜單 34
1.3 ZEMAX常用操作快捷鍵 34
1.3.1 放棄長時間計算 34
1.3.2 快捷方式的總結 35
1.4 本章小結 36
第2章 像質(zhì)評價 37
2.1 外形圖 37
2.1.1 二維外形圖 37
2.1.2 3D外形圖 38
2.1.3 陰影圖 39
2.1.4 元件圖 39
2.1.5 ISO元件圖 41
2.2 幾何光學像質(zhì)量評價 41
2.2.1 特性曲線 41
2.2.2 點列圖 43
2.2.3 調(diào)制傳遞函數(shù) 46
2.2.4 點擴散函數(shù) 48
2.2.5 波前 51
2.2.6 曲面 52
2.2.7 均方根 53
2.2.8 像差系數(shù)(Aberration Coefficients) 54
2.2.9 雜項(Miscellaneous) 56
2.3 能量分析 61
2.3.1 能量分布 62
2.3.2 照度 62
2.4 像分析 64
2.4.1 模擬圖像 64
2.4.2 雙目分析 68
2.4.3 計算 68
2.5 其他 69
2.5.1 玻璃和梯度折射率 69
2.5.2 通用圖表 70
2.5.3 偏振狀態(tài) 71
2.5.4 鍍膜(Coatings) 72
2.5.5 物理光學(Physical Optics) 73
2.6 本章小結 73
第3章 初級像差理論與像差校正 74
3.1 幾何像差與像差表示方法及像差校正 74
3.1.1 球差 74
3.1.2 慧差 79
3.1.3 像散 85
3.1.4 場曲 89
3.1.5 畸變 95
3.1.6 色差(ColorAberration) 98
3.2 厚透鏡初級像差 103
3.3 薄透鏡初級像差 105
3.4 像差校正和平衡方法 106
3.5 本章小結 106
第4章 ZEMAX基本功能詳解 107
4.1 ZEMAX 3種優(yōu)化方法 107
4.1.1 優(yōu)化方法選擇 107
4.1.2 Global Search和Hammer Optimization區(qū)別 108
4.1.3 局部優(yōu)化(Optimization)缺點 112
4.1.4 全局搜索優(yōu)勢 112
4.2 ZEMAX評價函數(shù)使用方法 114
4.2.1 優(yōu)化中的術語定義 114
4.2.2 評價函數(shù)方程表達 115
4.2.3 波前優(yōu)化方法 118
4.2.4 光斑尺寸優(yōu)化方法 120
4.2.5 角譜半徑優(yōu)化方法 121
4.3 ZAMAX多重結構使用方法 122
4.3.1 實例一：模擬元件的變化 123
4.3.2 實例二：衍射級次顯示 127
4.3.3 實例三：分光板模擬 131
4.4 ZAMAX坐標斷點使用方法 137
4.4.1 ZEMAX坐標系 137
4.4.2 自帶坐標斷點使用方法 139
4.4.3 坐標斷點面使用方法 139
4.4.4 樣例一：旋轉(zhuǎn)角度的優(yōu)化方法 140
4.4.5 樣例二：使用坐標斷點精確尋找主光線位置及方向 143
4.4.6 樣例三：坐標返回的使用方法 144
4.5 本章小結 147
第5章 公差分析 148
5.1 公差 148
5.1.1 誤差來源 148
5.1.2 設置公差 149
5.1.3 公差操作數(shù) 149
5.2 默認公差的定義 150
5.2.1 表面公差 151
5.2.2 元件公差 152
5.3 公差分析3種法則 153
5.3.1 靈敏度分析 153
5.3.2 反轉(zhuǎn)靈敏度分析 154
5.3.3 蒙特卡羅分析 154
5.4 公差過程的使用 157
5.4.1 公差分析的執(zhí)行 157
5.4.2 雙透鏡的公差分析 160
5.5 本章小結 166
第6章 非序列模式設計 167
6.1 ZEMAX中非序列模型介紹 167
6.1.1 模型類別 167
6.1.2 面元反射鏡 168
6.1.3 光源分布 169
6.1.4 棱鏡 172
6.1.5 光線分束 173
6.1.6 散射 175
6.1.7 衍射光學元件 177
6.1.8 相干模擬 178
6.1.9 復雜幾何物體創(chuàng)建 179
6.1.10 吸收分析 181
6.2 創(chuàng)建非序列光學系統(tǒng) 182
6.2.1 建立基本系統(tǒng)特性 183
6.2.2 創(chuàng)建反射鏡 185
6.2.3 光源建�！�186
6.2.4 旋轉(zhuǎn)光源 187
6.2.5 放置探測器 189
6.2.6 跟蹤分析光線探測器 190
6.2.7 增加凸透鏡 192
6.2.8 光線跟蹤分析和偏振損耗 194
6.2.9 增加矩形ADAT光纖 195
6.2.10 使用跟隨解定位探測器 198
6.2.11 整個系統(tǒng)光線追跡 198
6.3 將序列面改成非序列物體 199
6.3.1 轉(zhuǎn)變NSC的工具 199
6.3.2 初始結構 200
6.3.3 使用轉(zhuǎn)換工具 202
6.3.4 插入非序列光源 203
6.3.5 插入探測器物體 205
6.4 模擬混合式非序列(NSC with Ports) 208
6.4.1 序列/非序列模式 208
6.4.2 建立非序列組件 211
6.4.3 定義多焦透鏡 212
6.4.4 帶狀優(yōu)化 215
6.4.5 目標局部 216
6.4.6 系統(tǒng)性能 217
6.4.7 運行影像分析性能之優(yōu)化 218
6.4.8 最終設計 219
6.5 優(yōu)化非序列光學系統(tǒng) 219
6.5.1 Damped Least Squares和Orthogonal Descent 220
6.5.2 建立系統(tǒng) 222
6.5.3 評價函數(shù) 223
6.5.4 自由曲面反射鏡 224
6.5.5 優(yōu)化 226
6.6 本章小結 228
第7章 基礎設計實例 229
7.1 單透鏡設計 229
7.1.1 ZEMAX序列模式簡介 229
7.1.2 單透鏡系統(tǒng)參數(shù) 231
7.1.3 單透鏡初始結構 233
7.1.4 單透鏡的變量與優(yōu)化目標 235
7.1.5 單透鏡優(yōu)化結果分析與改進設計 237
7.2 雙膠合消色差透鏡設計 240
7.2.1 雙膠合透鏡設計規(guī)格參數(shù)及系統(tǒng)參數(shù)輸入 241
7.2.2 雙膠合透鏡初始結構 242
7.2.3 設置變量及評價函數(shù) 244
7.2.4 優(yōu)化及像質(zhì)評價 245
7.2.5 玻璃優(yōu)化——校正色差 247
7.3 牛頓望遠鏡設計 249
7.3.1 牛頓望遠鏡來源簡介及設計規(guī)格 249
7.3.2 牛頓望遠鏡初始結構 251
7.3.3 添加反射鏡及遮攔孔徑 253
7.3.4 修改反射鏡以提高MTF 258
7.4 變焦鏡頭設計 260
7.4.1 變焦鏡頭設計原理介紹 261
7.4.2 變焦鏡頭設計規(guī)格及參數(shù)輸入 261
7.4.3 多重結構實現(xiàn)變焦 263
7.4.4 變焦鏡頭的優(yōu)化設置 265
7.5 掃描系統(tǒng)設計 268
7.5.1 掃描系統(tǒng)參數(shù) 269
7.5.2 多重結構下的掃描角度設置 273
7.6 本章小結 276
第8章 目視光學系統(tǒng)設計方法 277
8.1 人眼光學系統(tǒng)的創(chuàng)建 277
8.1.1 眼睛概述 277
8.1.2 眼睛模型 277
8.1.3 使用ZEMAX創(chuàng)建人眼模型結構 278
8.2 放大率與視覺 281
8.2.1 近距離物體成像標準 281
8.2.2 小型放大鏡放大率 281
8.3 本章小結 284
第9章 目鏡設計 285
9.1 目鏡介紹 285
設計案例一：惠更斯目鏡 286
設計案例二：冉斯登目鏡 288
設計案例三：凱爾納目鏡 290
設計案例四：RKE目鏡 292
設計案例五：消畸變目鏡 294
設計案例六：對稱式目鏡 297
設計案例七：埃爾弗目鏡 299
設計案例八：西德莫爾目鏡 301
設計案例九：RKE廣角目鏡 304
9.2 目鏡調(diào)焦 306
9.3 本章小結 311
第10章 顯微鏡設計 312
10.1 技術指標 312
10.1.1 基本系統(tǒng)技術要求 312
10.1.2 分辨率目標和極限 312
10.2 10倍物鏡初始透鏡形式 313
10.2.1 顯微鏡設計步驟 313
10.2.2 物鏡與目鏡的連接 319
10.3 本章小結 322
第11章 望遠鏡設計 323
11.1 天文望遠鏡 323
11.1.1 天文望遠鏡設計步驟 323
11.1.2 分辨率與衍射極限 328
11.2 地上望遠鏡 328
11.3 本章小結 334
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