一、實(shí)驗(yàn)背景 G?`{OW3:_
ZEMAX 是一套綜合性的光學(xué)設(shè)計(jì)仿真軟件，它將實(shí)際光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)概念、優(yōu)化、分析、公差以及報(bào)表集成在一起，它能夠在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)建模、分析和其他的輔助功能。ZEMAX中有很多功能能夠通過(guò)選擇對(duì)話框和下拉菜單來(lái)實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，也提供快捷鍵以便快速使用菜單命令，ZEMAX 不只是透鏡設(shè)計(jì)軟件而已，更是全功能的光學(xué)設(shè)計(jì)分析軟件，具有直觀、功能強(qiáng)大、靈活、快速、容易使用等優(yōu)點(diǎn)。 Jg} w{,
ZEMAX功能說(shuō)明 ： 2d),*Cvf
1、序列性（ Sequential ）光線追跡 rCt8Q&mzf
大多數(shù)的成像系統(tǒng)都可由一組光學(xué)表面來(lái)描述，光線按照表面的順序進(jìn)行追跡。如相機(jī)鏡頭、望遠(yuǎn)鏡鏡頭、顯微鏡鏡頭等。 ZEMAX 擁有很多優(yōu)點(diǎn)，如光線追跡速度快、可以直接優(yōu)化并進(jìn)行公差計(jì)算。 ZEMAX 中的光學(xué)表面可以是反射面、折射面或繞射面，也可以創(chuàng)建因光學(xué)薄膜造成不同穿透率的光學(xué)面特性；表面之間的介質(zhì)可以是等向性的，如玻璃或空氣，也可以是任意的漸變折射率分布，折射率可以是位置、波長(zhǎng)、溫度或其它特性參數(shù)的函數(shù)。同時(shí)也支持雙折射材料，其折射率是偏振態(tài)和光線角度的函數(shù)。在 ZEMAX 中所有描述表面的特性參數(shù)包括形狀、折射、反射、折射率、漸變折射率、溫度系數(shù)、穿透率和繞射階數(shù)都可以自行定義。 P2la/jN
在 Sequential的光源追跡中，光源由物面上的視場(chǎng)或Bitmap擴(kuò)展光源定義。有常規(guī)的點(diǎn)光源，視場(chǎng)點(diǎn)可由角度、物高、實(shí)際像高或近軸像高來(lái)定義；點(diǎn)光源可以用不同權(quán)重定義，還可以分別指定每個(gè)光源的漸暈，進(jìn)而調(diào)整不同視場(chǎng)的相對(duì)照度或F/＃。ZEMAX也支持像散或橢圓形狀的二極體光源及擴(kuò)展光源，這些光源允許使用者用ASCII碼自行定義的，它類似于Bitmap圖形，或用標(biāo)準(zhǔn)的Windows BMP或JPG格式而且各個(gè)象素上的光強(qiáng)度可以是不同的。 Er /:iO)_
2、非序列性（ Non-Sequential ）光線追跡 T<:mG%Is
很多重要的光學(xué)系統(tǒng)不能用 Sequential 光線追跡的模式描述，例如復(fù)雜的棱鏡、光機(jī)、照明系統(tǒng)、微表面反射鏡、非成像系統(tǒng)或任意形狀的對(duì)象等，此外散射和雜散光也不能用序列性分析模式。這些系統(tǒng)要求用 Non-Sequential 模式，光線是以任意的順序打到對(duì)象上， Non-Sequential 模式可以對(duì)光線傳播進(jìn)行更細(xì)節(jié)的分析，包括散射光或部分反射光。在進(jìn)行 Non-Sequential 追跡時(shí)，用 ZEMAX 做的 3D 固體模型的光學(xué)組件，可以是任意形狀且支持散射、繞射、漸變折射率、偏振和薄膜，可用亮度學(xué)和輻射度學(xué)的單位。 \4$V ;C/n,
Non-Sequential 光源比 Sequential 光源復(fù)雜得多。 Non-Sequential 光源一般是三維的，可以定義其輸出的照度（單位為瓦或流明），它可用光源發(fā)出的光線數(shù)控制光源取樣，還可分開控制顯示的光線數(shù)及用于分析的光線數(shù)。它可以同時(shí)使用多個(gè)光源，它們可以是相干的（需定義相干長(zhǎng)度）或非相干的，也可以是單色的或復(fù)色的。 AA=zDB<N
支持的光源有：點(diǎn)光源（ uniform, cosine, or Gaussian）、橢圓面或?qū)嶓w、矩形面或?qū)嶓w、圓柱面或?qū)嶓w、半導(dǎo)體激光或數(shù)組、燈絲、自行定義(可以是任意的) 、以Radiant Imaging的Radiant SourceTM讀取。
