光學(xué)設(shè)計(jì)中Zemax的應(yīng)用
光學(xué)設(shè)計(jì)中Zemax的應(yīng)用
進(jìn)入21世紀(jì),光學(xué),與計(jì)算機(jī),電子,自動化等技術(shù)融合,形成了光機(jī)電一體的綜合****,光學(xué)已經(jīng)成為信息科學(xué)的信息載體之一。隨著光學(xué)的蓬勃發(fā)展,各種光學(xué)CAD軟件層出不窮。目前,常用的光學(xué)設(shè)計(jì)軟件包括Zemax,TracePro,ASAP,LightTools,CODEV,OSLO等,這些軟件功能強(qiáng)大,能夠從各個(gè)角度分析光學(xué)系統(tǒng)從而判斷光學(xué)系統(tǒng)優(yōu)劣性,可執(zhí)行度等,是從事光學(xué)設(shè)計(jì)行業(yè)工程師的有力工具。 Zemax由美國華盛頓州貝爾維尤市的Zemax軟件開發(fā)公司研制發(fā)售,它將光學(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,形成一套綜合性的光學(xué)設(shè)計(jì)仿真軟件。到目前為止,Zemax已經(jīng)成為當(dāng)今使用*廣泛的光學(xué)設(shè)計(jì)軟件之一,市場占有率達(dá)到85%。目前Zemax使用群集中在光學(xué)公司,光電研究所,投影儀,望遠(yuǎn)鏡,掃描儀等光學(xué)設(shè)計(jì)公司。
Zemax常常被應(yīng)用于各種相機(jī)鏡頭,顯微鏡,望遠(yuǎn)鏡,目鏡等光學(xué)鏡頭的設(shè)計(jì);各種變焦鏡頭,手機(jī)攝像頭的設(shè)計(jì);LCD 背光板和LED建模;DVD、VCD 激光讀寫頭;干涉儀、全息光學(xué);各種激光器諧振腔的設(shè)計(jì)等等。
Zemax有兩個(gè)等級的版本,包括Zemax-SE(標(biāo)準(zhǔn)版), Zemax-EE(專業(yè)版)。使用序列性與非序列性的方法來模擬成像系統(tǒng)和非成像系統(tǒng)的反射,折射和散射光線追跡。序列性光線追跡的光線追跡速度快、適合多數(shù)面的形狀和性質(zhì),可以直接優(yōu)化和進(jìn)行公差預(yù)算,主要針對相機(jī)鏡頭、望遠(yuǎn)鏡鏡頭、顯微鏡頭等光學(xué)系統(tǒng)。而非序列主要針對非成像系統(tǒng)或者是復(fù)雜的形狀對象,可以對光線傳播進(jìn)行更細(xì)節(jié)的分析,包括散射光或部分反射光。
Zemax光學(xué)設(shè)計(jì)軟件支持不同類型的光源,包括自定義的光源,同時(shí)提供近60種光學(xué)曲面面形,以及自定義的面形,包含很多玻璃庫,材料庫,樣板庫等。同時(shí)可以進(jìn)行鍍膜分析,熱分析,偏振光分析,物理光學(xué)分析等。當(dāng)設(shè)計(jì)好一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)之后,可以運(yùn)用二維或者是三維圖來觀察系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。Zemax還提供了各類像質(zhì)評價(jià)指標(biāo)。例如點(diǎn)列圖,彌散斑,調(diào)制傳遞函數(shù),點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù),幾何像差圖等。*重要的是,Zemax的優(yōu)化功能,可以通過改變光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)來提高系統(tǒng)的成像質(zhì)量。