通過本例熟悉zemax操作，鏡頭參數(shù)設(shè)置，系統(tǒng)變量限制，對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。
本例設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的單透鏡。設(shè)計(jì)要求：

設(shè)計(jì)要求

一般設(shè)計(jì)思路為：

• 由系統(tǒng)的使用要求確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)及設(shè)計(jì)參數(shù)。
• 由設(shè)計(jì)參數(shù)確定系統(tǒng)的初始模型。利用PW法進(jìn)行計(jì)算或使用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)來進(jìn)行優(yōu)化。
• 根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)建立優(yōu)化函數(shù)、設(shè)置變量進(jìn)行優(yōu)化。
• 使用分析菜單對優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行查看。與設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行對比，不滿足則重新設(shè)計(jì)優(yōu)化目標(biāo)，斷續(xù)優(yōu)化。

系統(tǒng)的基本參數(shù)設(shè)置

設(shè)置入瞳直徑

system -> general
aperture: aperture value 設(shè)置為40。

定義視場

system -> fields
選擇 angle ，
因?yàn)橄到y(tǒng)是旋轉(zhuǎn)對稱的，方便查看，只設(shè)置子午視場，設(shè)置視場為 0 ，0.707*5=3.5 ， 5 度。

通常選擇0 ， 0.707 ， 1 乘以半視場的設(shè)置

視場設(shè)置

定義系統(tǒng)的波長

system -> wavelengths
輸入本系統(tǒng)所需要的波長0.587。

系統(tǒng)的構(gòu)建

zemax序列模式中光學(xué)系統(tǒng)是由一個(gè)個(gè)獨(dú)立的表面構(gòu)成，本例中單透鏡系統(tǒng)由物面，透鏡前表面，透鏡后表面，像面 4個(gè)而組成。

• 默認(rèn)的鏡頭數(shù)據(jù)編輯中只有3個(gè)表面，需要點(diǎn)擊最后一個(gè)表面，再按insert鍵插入一個(gè)新的表面。

新增一個(gè)表面

• 設(shè)置鏡頭厚度
  在STO行（第二行）thickness列填入 5。

此處厚度應(yīng)指當(dāng)前表面到下一表面的距離。

此時(shí)打開一個(gè)2維視圖可以看到兩個(gè)表面之間有了距離（analysis -> layout -> 2D layout）

• 設(shè)置玻璃材質(zhì)
  在STO行（第二行）glass 列填入 bk7。

此處厚度應(yīng)指當(dāng)前表面到下一表面之間的材質(zhì)。

此時(shí)雙擊2D視圖，可以看到繪制完的透鏡。

• 利用F數(shù)限制求解第二個(gè)表面的曲率
  在第二個(gè)表面所在行（第三行）radius列 雙擊 在彈出的對話框中將 solve type 選為 F number ，F(xiàn)數(shù)設(shè)置為 10 。

Paste_Image.png

軟件通過實(shí)時(shí)更改第二個(gè)表面的曲率來保證系統(tǒng)F數(shù)為10。

• 將像面放置在近軸像面處

設(shè)計(jì)目標(biāo)要求計(jì)算近軸像面上的離散斑尺寸。
一般光學(xué)系統(tǒng)中近軸像面在邊緣光線與光軸的交點(diǎn)處。

在第二個(gè)表面所在行（第三行）thickness列 雙擊 在彈出的對話框中將 solve type 選為 marginal ray height(邊緣光線高) ，另height（高度值）設(shè)置為 0 （表示與光軸相交處）。如果 pupil zone 為0，表示選擇實(shí)際邊緣光線。

問題：pupil zone的具體作用是什么？

Paste_Image.png

• 設(shè)置變量
  本例中現(xiàn)在只剩透鏡前表面可以設(shè)置為變量。
  在第一個(gè)表面所在行（第二行）thickness列 雙擊 在彈出的對話框中將 solve type 選為 variable。

設(shè)置變量

• 建立評價(jià)函數(shù)
  設(shè)置系統(tǒng)的最終效果。
  editors -> merit function : tools -> defaults merit function
  本例中只有曲率為變量，所以可以不對galss 和 air 厚度限制。
  點(diǎn)擊 確定 完成

建立評價(jià)函數(shù)

• 對系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化
  tools -> optimization -> optimization:
  勾選auto update 其它窗口可實(shí)時(shí)顯示優(yōu)化結(jié)果。
  右擊automatic 開始優(yōu)化。

系統(tǒng)優(yōu)化

等待優(yōu)化完成，查看優(yōu)化結(jié)果。

所有設(shè)計(jì)完成