Zemax-光學系統(tǒng)設計經驗(1)---優(yōu)化函數(shù)的使用
%Bq~b$ dZM^?rq 本人從事
光學設計,參加過zemax的高級培訓,在這里分享我的初淺經驗,歡迎指正。
~lj~]j 4=PjS<Lu8 使用Zemax設計
光學系統(tǒng),基本上就是根據(jù)設計要求,給出初始設計,然后優(yōu)化系統(tǒng)。初始設計需要對光學有系統(tǒng)的學習,需要長期的經驗,不同的領域有不同的要求,初始設計會大不相同,zemax不會給你太多的幫助。Zemax的精髓是能計算出光路圖,然后使用operand(優(yōu)化函數(shù))優(yōu)化各項光學
參數(shù)。
Et>#&Nw8 sXKkZ+2q 1. default merit function,當屬最有用的優(yōu)化函數(shù),配合EFFL(有效
焦距)使用,基本可以設計大部分光學系統(tǒng)。可以使用RMS spot radius and rms wavefront error。另外設置好變量。Zemax會自動生成優(yōu)化系數(shù)(weight). 函數(shù)行的量取決于
波長數(shù),場(field)數(shù),也決定了計算的快慢。
<,d550GSm 2. 自己設計優(yōu)化函數(shù)。第一步,需要知道你的優(yōu)化目標:焦距,abberation,耦合效率。設置好constraints.
Bous d 設計的constraints:
SnCwoxK Lens size, cost; edge and center thickeness; minimum number of lens; simple design; cheap
nhI+xqfn U'jt'( 舉例來講,耦合效率。 有兩個最有用的函數(shù):FICL, POPD. 前者快,后者慢,但后者對大多數(shù)系統(tǒng)要準確一些。讀一下manual,你會知道你要設置什么參數(shù)。優(yōu)化目標是1,weight 是1. 要知道在哪個surface上,還有在什么wavelength, field, 最重要的是什么優(yōu)化數(shù)據(jù),可以是耦合效率,也可以是beam size。如果都要考慮,可以設置新的POPD函數(shù),設置好優(yōu)化系數(shù)(weight). Zemax.com有例子,改一下merit function就可以了。
_=v#"l http://www.zemax.com/kb/articles/26/1/How-to-Model-Coupling-Between-Single-Mode-Fibers/Page1.html HDVimoOq 有些有用的優(yōu)化函數(shù):
8tvmqe_G 加減乘除:SUMM, DIFF, PROD,DIVI
QV4|f[Ki% 鏡頭數(shù)據(jù):MXCG, MNCG, CTGT, MNCT,
7Q
3!=b &$"#hGg tjdPia 變量的設置也很有講究,越多越靠近理想目標,但是降低速度和提高壞設計的幾率.
WhPP4 # J8|MK.oD 幾點經驗:
_0H oJ 1. 盡可能 use solve, instead of 變量
Z~'t'.=z 2. 盡可能 use default merit function
_k84#E0 3. 理解constraints
U>5^:%3 4. 理解和使用symmetry
z2=bbm: 5. 去掉無用的變量.
U,<m%C" 6. 知道怎么去改變設計。
T:}Q3 7. 經常使用:hammer 優(yōu)化
MlO OB 8. 多參考以前的設計,尤其是專利和鏡頭數(shù)據(jù)庫。