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第一章 绪论35

关于本手册的说明35

ZEMAX能做什么？35

ZEMAX不能做什么？35

学习如何使用ZEMAX36

系统要求36

多处理器的计算机36

安装过程36

密钥政策36

支持的定义36

获得技术支持37

错误修正的政策37

第二章 用户界面39

引言39

窗口的类型39

主窗口的操作39

编辑窗口操作40

图形窗口操作40

使用注释功能42

使用移动和缩放功能43

文本窗口操作43

对话操作44

取消长时间的计算44

常用快捷键综述45

使用Windows剪贴板46

ZEMAX的文件扩展名（文件名后缀）46

第三章 约定与定义引言49

当前组态49

角放大率49

光瞳分布49

后焦距49

基面49

主光线49

坐标轴50

衍射极限50

边缘厚度50

有效焦距51

入瞳直径51

入瞳位置51

出瞳直径51

出瞳位置51

附加数据51

视场角与物高51

随光阑尺寸漂移51

鬼像反射52

玻璃52

六边环52

像空间F/＃52

像空间数值孔径52

透镜（镜头）单位52

边缘光线52

最大视场52

非近轴系统53

非序列光线追迹53

归一化视场坐标53

圆形视场归一化53

矩形视场归一化54

归一化光瞳坐标55

物空间数值孔径55

参数数据55

近轴和傍轴光线55

近轴像高56

近轴放大率56

近轴工作F/＃56

主波长56

半径56

真实传播56

弧矢与子午57

半直径57

序列光线追迹57

特殊字符58

斯特利尔数58

表面孔径58

系统孔径58

子午面58

厚度58

全反射58

总长度58

单位59

渐晕因子59

虚传播60

波长数据60

工作F/＃60

第四章 文件菜单63

新建63

打开63

保存63

保存为63

使用场景文件63

备份存档文件63

恢复存档文件64

程序模式65

插入透镜65

属性65

地址66

文件夹66

图形67

杂项68

编辑69

打印70

颜色1-12，颜色13-2471

按钮1-16，按钮17-32，按钮33-4871

状态栏71

退出72

最近用的文件72

第五章 编辑菜单73

镜头数据73

插入和删除表面73

面序号显示73

剪切、复制、粘贴表面数据73

输入表面注释74

输入半径数据74

输入厚度数据74

输入玻璃数据74

输入半口径数据74

输入二次曲面数据74

输入参数数据74

表面特性对话框74

表面特性类型标签75

表面类型75

表面DLL75

表面颜色75

表面的不透明化75

行颜色75

使该面变为光阑75

使该面变为全域坐标参考面75

表面不能为超半球面75

忽略此表面76

表面特性画图标签76

隐藏表面的入射光线和出射光线76

光线跳过此面76

不画出此面76

不画出始于此面的边缘76

画出局部轴76

将边缘画作76

镜面基底和厚度77

表面特性孔径标签77

孔径类型和其它孔径控制77

孔径类型代码和参数78

非平面上的孔径投影78

孔径偏心和跟随78

用户定义孔径／遮阑78

UDA文件格式79

UDA例子80

表面特性散射标签82

表面散射设置82

表面倾斜／偏心标签82

使用坐标返回83

表面物理光学标签84

表面镀膜标签84

设置和移除解84

设置和移除变量84

菜单选项84

编辑84

解85

视图86

帮助86

评价函数86

菜单选项86

编辑86

工具87

视图87

帮助87

多重结构87

菜单选项87

编辑87

解88

工具88

视图89

帮助89

公差数据90

菜单选项90

编辑90

工具90

视图91

帮助91

附加数据91

菜单选项91

编辑91

解91

工具91

视图92

帮助92

非序列元件92

菜单选项92

编辑92

解93

误差93

探测器93

数据库94

工具94

视图94

帮助94

撤消、重做、恢复94

撤销：无94

撤销：一步记忆撤销94

撤销：多步存盘撤销94

第六章 系统菜单97

更新97

全部更新97

通用97

孔径97

孔径类型97

孔径值98

分布类型98

均匀分布98

高斯分布98

余弦立体分布98

用户定义分布99

分布因子99

远心物空间99

无焦像空间99

优化时重设求解100

单位100

透镜单位100

光源单位101

分析单位101

无焦模式的单位101

MTF单位102

标题／注释102

镜头标题102

注释（Notes）102

玻璃库102

光线校准102

光线校准102

使用光线校准缓存103

加强型光线校准（慢）103

光瞳偏移：X,Y,Z103

环境104

根据环境调整折射率数据104

摄氏温度104

ATM压力104

偏振（仅EE支持）104

非偏振105

Jx，Jy，X-Phase.Y-Phase105

将膜层相位转换成等效光线105

方法105

文件105

镀膜文件105

散射表面文件105

ABG数据文件105

梯度特性文件106

杂项106

光程差参考106

近轴光线106

半口径余量（用透镜单位表示）107

半口径余量％107

全局坐标参考面107

计算F／＃的方法108

快速球面追迹108

半口径的快速计算法108

检查GRIN孔径109

关闭线程109

不要打印坐标转折数据109

OPD模式109

非序列109

每条光线的最大交点数109

每条光线最大区段数109

最大嵌套／密接物体110

最小相对光线强度110

最小绝对光线强度110

用透镜单位表示的胶合距离110

透镜单位下错过光线的画出长度110

内存中的最大文件型光源的光线数111

简单的光线分束111

文件打开时重新追迹光源的光线111

视场111

渐晕因子111

保存及导入视场数据112

波长112

保存和载入波长数据112

下一组态112

最后组态112

第七章 分析菜单113

前言113

视图113

二维视图113

三维视图114

方向指示器115

光线异常115

组态数据116

光线列表文件格式116

阴影模型116

ZEMAX元件图117

特殊字符119

ISO元件图119

ISO 10110符号和代号概述120

直径和斜角121

公差数据121

NSC三维视图121

非序列阴影模式122

NSC物体察看器122

扇形图123

光线像差123

在中间表面上评估结果124

光程125

光瞳像差125

点列图125

标准125

离焦127

全视场128

矩阵128

组态矩阵128

调制传递函数129

快速傅立叶变换调制传递函数129

离焦的MTF130

FFT面MTF131

FFT MTF vs.视场131

关于渐晕因子的说明132

快速傅立叶MTF图132

惠更斯MTF133

惠更斯离焦MTF134

惠更斯表面MTF134

几何传递函数MTF135

离焦的几何MTF135

几何MTF与视场136

几何MTF图136

点扩散函数137

FFT点扩散函数137

在FFT PSF计算中使用的假设138

对FFT方法和采样的说明138

FFT PSF横截面140

FFT线／边缘141

惠更斯点扩散函数141

惠更斯PSF横截面143

波前143

波前图143

干涉图144

傅科分析145

表面146

表面矢高146

等高线格式字符串147

表面相位147

均方根148

视场vs.均方根148

关于RMS计算方法的说明149

关于RMS波前计算的说明149

波长vs.RMS149

离焦vs.均方根150

RMS视场图151

圈入能量152

衍射152

几何153

几何线性／边缘扩散154

扩展光源155

像模拟156

像模拟156

使用建议158

有关使用场角的解释159

有关使用近轴像高和实际像高的解释159

有关JPG和BMP文件的解释159

几何像分析159

IMA格式161

BIM格式162

有关使用场角的解释162

有关使用近轴像高和实际像高的解释162

怎样选择分析用的光线162

计算多模光纤的效率163

文本输出163

几何位图图像分析163

关于视场单位的说明165

光线的选择和追迹165

部分相干像分析166

有关使用IMA文件的说明168

有关使用ZBF文件的说明169

光学传递函数运算法则169

相干光学传递函数说明169

计算部分相干像169

使用X/Y横截面计算MTF171

扩展衍射像分析171

IMA/BIM文件查看器173

双目分析174

视场174

双目垂直发散度／会聚度175

杂项176

场曲和畸变176

当使用真实像高作为视场类型时计算畸变178

网格畸变178

相对照度180

有效F/＃181

渐晕图181

光线足迹图182

轴向像差182

横向色差183

Y-Y bar图183

色差移焦184

系统综述图184

光焦度场图184

光焦度光瞳图186

像差系数187

赛德尔系数187

赛德尔图188

Zernike Fringe系数189

子孔径计算190

Strehl数近似190

泽尼克标准系数192

泽尼克环形Annular系数195

计算198

光线追迹198

光纤耦合效率198

YNI贡献200

矢高表201

基点201

玻璃与渐变折射率202

色散图202

玻璃图202

无热玻璃图203

内透射率vs.波长204

渐变折射率剖面204

GradiumTM剖面205

万用图205

新1维万用图205

新2维万用图207

偏振209

偏振光线追迹209

偏振光瞳图209

模拟组态间的干涉210

透射率210

相位差211

透射率扇形图212

膜层212

反射率vs.角度212

透射率与角度关系213

吸收率与入射角关系213

双向衰减与角度关系213

相位与入射角的关系213

表面延迟与入射角的关系213

反射率与波长之间关系214

透射率与波长关系214

吸收率与波长关系214

衰减与角度关系215

相位与波长的关系215

表面延迟与波长的关系215

物理光学215

近轴高斯光束215

此分析的局限性216

高斯光束概论216

默认光束参数216

传播基本光束216

Quality因数217

互动分析217

倾斜高斯光束217

物理光学传播218

光束发射说明221

光束文件查看器221

过时222

网格模型222

实体模型223

XY方向照度分布223

二维面上的照度225

输出IGES线视图225

输出二维DXF文件226

输出三维DXF文件227

共轭面分析228

第八章 工具菜单231

优化231

优化231

全域搜索231

锤形优化231

寻找最佳非球面231

评价函数列表232

删除所有变量232

玻璃替代模板232

公差233

公差233

公差列表234

公差汇总表234

测试板234

测试板234

样板列表235

数据库236

玻璃库236

玻璃比较236

玻璃拟合236

镜头库238

膜层241

编辑膜层文件242

重新载入膜层数据242

给所有表面添加膜层242

膜层列表242

输出加密膜层242

散射243

ABg散射数据库243

ABg数据的波长比例缩放244

散射函数浏览器244

孔径246

变半口径为圆形孔径246

变半口径为浮动孔径246

变半口径为最大孔径246

删除所有的孔径246

用孔径替换渐晕246

坐标247

倾斜／偏心元件247

添加转折反射镜247

在折叠反射镜面之后的表面反转的局限性248

删除转折面248

局部到全局248

全局到局部249

输出数据249

输出IGES/SAT/STEP实体249

输出光源数据251

杂项252

将组件反向排列252

镜头缩放252

改变焦距253

鬼影发生器253

性能测试254

锁定／撤销锁定所有窗口255

快速聚焦255

快速调整255

滑动器256

转换到NSC组257

转化文件格式258

INT型泽尼克文件259

INT型栅格文件259

OptiWave＊F3D files260

第九章 报告菜单261

引言261

面数据261

系统数据261

规格数据261

关于计算元件体积的说明262

系统检查262

报告图形4/6263

第十章 宏和扩展菜单编辑／执行ZPL宏指令265

更新宏指令列表265

宏指令名265

扩展265

更新扩展列表266

扩展名称266

第十一章 面型267

引言267

参数数据267

附加数据267

面型综述267

用户自定义面267

面型268

ABCD270

另类偶次非求面270

另类奇次非球面271

大气折射面271

双二次曲面271

双二次泽尼克面272

二元光学面1273

二元光学系数符号规定274

二元光学面2274

二元光学面系数的符号规则275

二元光学面3275

二元光学面系数的符号规则277

双折射入／出277

定义基底形状279

定义折射率279

定义各向同性材料的晶轴279

定义各向异性材料的晶轴279

决定哪根光线被追迹280

相位旋转的说明280

双折射面的透射率和其它性能281

样例ZEMAX文件281

共轭面282

坐标转折面283

次序标签283

立方样条面284

关于样条面的注释284

柱形菲涅耳面284

衍射光栅面285

椭圆形光栅面1286

椭圆光栅面的形状286

椭圆形光栅面2287

偶次非球面287

扩展非球面288

扩展立方样条面288

扩展菲涅尔面289

扩展奇次非球面290

扩展多项式面型291

扩展式环形光栅面291

滤光片293

菲涅尔面293

通用菲涅耳面293

梯度折射率面1294

梯度折射率面型的最大步长的讨论294

对梯度折射率面后面的面的限制295

梯度折射率面2295

梯度折射率面3295

梯度折射率面4296

梯度折射率面5296

梯度折射率面6297

梯度折射率面7298

梯度折射率面TM299

梯度剖面文件格式299

梯度折射率面9301

梯度折射率面10302

栅格相位302

使用修改距离302

相位系数的符号规则303

栅格矢高303

输入栅格数据303

双三次样条vs.线性插值304

使用栅格矢高的建议304

全息面1305

全息面2306

不规则面306

琼斯矩阵面307

透镜阵列307

非序列组件307

奇次非球面307

奇次余弦307

光学构造全息面308

定义基底的形状309

定义构造光学元件309

优化构造及重现光学系统309

选择全息的类型309

近轴面310

设置OPD模式310

XY方向近轴面311

周期性表面311

多项式面312

径向光栅312

径向NURBS曲面313

反向反射面314

标准面314

用标准面模拟椭圆面314

用标准面模拟轴锥体314

超级二次曲面315

倾斜面316

环形面316

环形光栅317

环形全息图318

环形NURBS面319

用户自定表面319

The UDS DLL320

折射和反射UDS DLLs321

梯度折射率UDS DLLs321

衍射UDS DLLs321

使用UDS DLLs的透镜阵列322

使用UDS DLLs的自定义表面分布322

偏振及镀膜数据使用DLL322

错误处理与UDS322

DLLs的例子322

可变线间隔光栅327

泽尼克边缘相位328

泽尼克边缘相位系数符号规则328

泽尼克边缘矢高329

泽尼克标准相位329

泽尼克边缘相位系数符号规则330

泽尼克标准矢高331

波带板331

第十二章 非序列元件引言333

NSC近轴数据及光线追迹333

NSC优化334

NSC光线追迹的两种方法334

有接口的NSC334

无接口的NSC334

两类NSC的结合334

有接口的NSC光线追迹纵览335

入射接口335

出射接口335

光线入射336

在NSC组内进行光线追迹336

光线的出射336

无接口的NSC光线追迹综览336

光线入射337

NSC内部的光线追迹337

探测光线337

为分析发射的光线337

NSC物体337

环形非球面透镜341

环形轴对称透镜342

环形体342

环面343

阵列343

非球面345

非球面2346

轴锥面346

双二次曲线透镜347

双锥面348

生成超半球面348

双曲泽尼克透镜349

二元光学1350

二元光学2350

二元光学2A351

布尔物体352

复杂抛物柱面连接件CPC354

CPC矩形354

锥形体355

柱面管355

圆柱体355

柱面2管356

柱面2体356

衍射光栅356

椭圆面357

椭圆体357

偶次非球面透镜357

扩展多项式透镜358

扩展多项式表面359

挤压359

Freeform Z359

菲涅尔1360

菲涅尔2361

栅格矢高透镜362

栅格矢高面363

六边形透镜阵列363

全息透镜363

全息面364

输入物体365

输入物体和ZOF文件366

关于输入物体的说明366

输入物体光线追迹的准确性367

输入物体的光线追迹速度367

输入物体的局限性367

琼斯矩阵367

透镜阵列1368

透镜阵列2369

微机电系统369

空白物体370

奇次非球面透镜370

近轴透镜370

多边形物体371

光线旋转体371

矩形角372

矩形372

矩形管372

矩形管光栅372

矩形顶373

矩形环面373

矩形环体373

矩形体374

有关倾斜面的注释374

矩形体光栅374

幻灯片374

球375

标准透镜375

标准表面376

STL物体376

扫场物体377

列表径向面元378

列表面元超环面379

列表径向菲涅尔面379

环形全息380

环形透镜380

环形面381

环形面382

环形体382

三面角382

三角形383

用户定义物体383

物体DLL范例384

泽尼克面384

探测器385

颜色探测器物体386

有关颜色探测器像素数目的说明387

有关添加像素的说明387

极探测器物体387

有关极探测器像素数目的说明388

有关添加像素的说明388

矩形探测器物体388

相干数据的计算的注释389

有关矩形探测器像素数目的说明390

像素添加的注释390

面探测器物体390

关于探测三角形的注释391

有关面探测器像素数目的说明391

体探测器物体391

有关体探测器像素数目的说明392

作为探测器的物体392

有关普通物体作为探测器的像素数目说明392

光源393

将光源置于物体内部393

添加新的光源类型393

所有光源体公用的参数394

二极管光源394

DLL光源396

DLL光源参数396

创建新的DLL光源396

DLL光源相对强度的注释396

DLL光源例子397

椭圆形光源397

EULUMDAT文件光源398

灯丝光源（Source Filament）398

文件光源398

ASCII vs.二元格式文件399

文件光源物体的内存要求399

所选择光线数的限制399

二进制文件光源的格式399

ASCII光源文件格式400

光源文件中光强的归一化400

高斯光源400

IESNA文件光源401

输入光源401

物体光源401

点光源402

辐射光源402

光线光源402

矩形光源403

管状光源403

双角光源403

柱体光源403

椭圆体光源404

矩形体光源404

物体放置404

物体坐标系统404

参考物体405

将物体置于其它物体内部或与其它物体相邻405

胶合距离405

嵌套物体限制405

嵌套体405

嵌套面406

NSC物体的折射和反射406

没有定义材料406

镜面或吸收407

由玻璃名称定义的材料407

由表格玻璃定义的材料407

由MIL数定义的材料407

由玻璃模型定义的材料407

物体材料属性407

来自NSC物体的衍射407

物体特性对话框408

类型标签408

膜层／散射列表409

散射标签409

面标签410

体散射标签410

渐变折射率标签411

衍射标签411

光源标签411

随机vs.索伯采样412

模拟光源阵列413

定义光源颜色和光谱成分414

光谱匹配算法415

定义一个光谱文件416

光线如何从光谱中选择416

绘图标签416

关于画图分辨率和边界范围的注释416

用优先考虑物体列表定义路径417

定义一个忽略物体列表417

用户定义孔径418

物体面418

偏振和薄膜膜层418

在接触表面上膜层418

散射418

散射分数和散射光线的数目418

散射模型419

双向散射分布函数420

可用散射模型420

无散射420

朗伯型散射420

高斯型散射420

ABg散射模型421

定义ABg数值421

用户定义散射422

在物体上定义用DLL定义的面散射422

DLL参数422

创建新的DLL422

面散射例子：Two Gaussian.DLL422

用RI_BSDF散射DLL模拟测量BSDF数据423

如何有效模拟散射423

散射到列表423

重要性采样423

体散射424

无体散射424

角散射424

DLL定义的散射425

采样体散射425