張玲——ZEMAX論文

1、課程論文首頁(yè)院、系（部）物理學(xué)與電子信息工程系專業(yè)電子科學(xué)與班級(jí)學(xué)號(hào)120091002166姓名張玲任課教師曾更輝課程名稱光電子器件仿真設(shè)計(jì)論文題目激光壓縮鏡的設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)語(yǔ)簽字：年 月日復(fù)核人息見(jiàn)簽字：年 月日激光壓縮鏡的設(shè)計(jì)張玲( 120091002166 )中文摘要：ZEMAX是一個(gè)使用光線追跡的方法來(lái)模擬折射、反射、衍射、偏振的各種序列和非序列光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)設(shè)計(jì)和仿真軟件。ZEMAX的光學(xué)設(shè)計(jì)功能體現(xiàn)在使用序列模式設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的光學(xué)成像系統(tǒng)，平衡優(yōu)化成像系統(tǒng)的相差，分析評(píng)價(jià)成像系統(tǒng)的像差，分析評(píng)價(jià)成像質(zhì)量，給光學(xué)系統(tǒng)分配合適的公差等方面。本文通 過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)激光壓縮鏡加深對(duì)該軟件的應(yīng)用。關(guān)鍵詞

2、：1ZEMAX ,壓縮鏡，仿真，優(yōu)化Word資料一、課程設(shè)計(jì)目的與背景4二、課程設(shè)計(jì)基本要求4三、設(shè)計(jì)方案仿真41、打開(kāi) Zemax 軟件 42、設(shè)置參數(shù) 43、計(jì)算設(shè)置壓縮鏡結(jié)構(gòu)參數(shù) 54、鏡頭數(shù)據(jù)編輯 Lens data 參數(shù)如下： 55、設(shè)置優(yōu)化函數(shù) 56、進(jìn)行優(yōu)化 tools->Optimization 67、優(yōu)化后的各參量的變化 68,系統(tǒng)描述 8四、設(shè)計(jì)總結(jié)9、課程設(shè)計(jì)目的與背景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)表整合在一起。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

3、、快速、容易使用等優(yōu)點(diǎn)，與其它軟件不同的是 ZEMAX 的 CAD 轉(zhuǎn)文件程序都是雙向的，如 IGES、 STEP、 SAT等格式都可轉(zhuǎn)入及轉(zhuǎn)出。而且ZEMAX可仿真 Sequential 和Non-Sequential的成像系統(tǒng)和非成像系統(tǒng)。通過(guò)幾天的專業(yè)課程設(shè)計(jì)，讓我們掌握了Zemax軟件最基本的使用方法和基本的光路設(shè)計(jì)步驟，也加深了對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，加強(qiáng)了分析設(shè)計(jì)能力， 培養(yǎng)了我們科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。本課程設(shè)計(jì)通過(guò)單透鏡、雙鏡頭系統(tǒng)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，學(xué)會(huì)了如何 鍵入 wavelength 、Lens data ,產(chǎn)生 ray fan , spot diagrams ,定義 thickness so

4、lve 以 及variables ,執(zhí)行簡(jiǎn)單光學(xué)設(shè)計(jì)最佳化。并通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)Galilean 激光壓縮鏡加深對(duì)該軟件的應(yīng)用。二、課程設(shè)計(jì)基本要求要求設(shè)計(jì)無(wú)焦 5X光學(xué)壓縮鏡鏡，要求 2個(gè)透鏡，輸入激光1053nm , 100mm光斑輸入，20mm 光斑輸出，使用球面透鏡，價(jià)格便宜的玻璃，尺寸緊湊，光程差PTV<=0.1 波長(zhǎng)。1、打開(kāi)Zemax軟件2、設(shè)置參數(shù)(1 )點(diǎn)擊設(shè)置 general 參數(shù)如下:(2 )設(shè)置光波長(zhǎng)Wavelengths參數(shù)如下:3、計(jì)算設(shè)置壓縮鏡結(jié)構(gòu)參數(shù)(1) 玻璃材料選取最為常見(jiàn)的BK7材料，折射率為1.5168;(2) fl為正透鏡，選取雙凸透鏡，初始R無(wú)窮大，

5、透鏡厚度為 8mm ;(3) f2為負(fù)透鏡，選取平凹透鏡，初始R無(wú)窮大，透鏡厚度為 9mm ;(4) 透鏡之間的距離 d=250mm4、鏡頭數(shù)據(jù)編輯Lens data參數(shù)如下：Hit 的m flstitns5、設(shè)置優(yōu)化函數(shù) Fueij* I4iUr. 2. 22713JK+001upex 筌rirpesurrE3iM1 S.EA10i.MMOa0. OOOOOO!O.CiCOCiOO2 riosIiHFS3 ELWKELUKDelaulc. iterlu iuncilarLi BKS ware Ironic- ceniold C-Q 3 rings 6 atrns4 ELKHELBKNofeu

6、J- ei.x: tliiG口unn Cijgq.da.ry qr.5 BINKBLUKNd dffiullt glfis thiekns? facimdary const mintsBLUE“E&nes rat xiaid 1.OPIpXL。口口。0。0. ooooaot0.33E711S (I9DXDPDXJLo.oooooaq. o oo oca口.7071073 CIVE'XOPIGC1O.OOMOOCL OOOMO0.J4JLM56、進(jìn)行優(yōu)化tools->Optimization7、優(yōu)化后的各參量的變化(1)二維圖如下：1,'- .:L-:/ /-LFi

7、YOUTF卮二：TRKI 1 J 2013一口4FIL LENGTH27 .G0S30 MHL 匚 Nl5nHE . ZMXCONFIGURf TILiN 1 OF 1(2) RayAberration像差圖如下:(3) Optical Path 光程差圖如下:口丁匚HL PATH 門(mén)二FFFEEH匚二RAFMt1X0工LHAuTM3HHSURFACE：inn.-rLENSONE.ZMX,0NRICURF-l ION L OF 18,系統(tǒng)描述(1 )透鏡數(shù)據(jù)：GENERAL LEMS DATA:SurfacafStopSysten Aperture:rance Pupil Diw匕qr =10

8、0Glass CatalogsRay Aiding:SCHOTT:OftApodization:Uni for*, factor 0.00000I+000E £ fectivs1 engith:49.Q2975 (in air atsystess tmpigT芻tu：re sxid pre 5 sux e)E f fect-ive Foca-1 Lengtlx Back Focal Length.Total Track linage Space F/：g Paraxial Working F/fl Working F/# Image Space NA Object Space MA

9、Stop Etaditis Paraxial Tmage Height Paraxial M. Hntirance Pupil DE st皿包匕白£ Eiitrance Pupil Position Exit Pupil Diaiaecer Exit Pupil P'OS.lt,i&n Field Type Mg3<Tmum Field PrimsKy Wav& Lens Units Angulme Magnifieation：49,0E975 (in Image:Z9.999ZZ;297:0.4902975:0.490Z975:Ok 707091:0.7140004:5e-009:50：0：0i100:0:8.225992:4.032401:Angle m degrees:0:1.053:Hillimettrs:0space)(2)邊緣厚度數(shù)據(jù):EDGE TH工匚：KNES3 口瓦TA;Sui: £Z250.47SL&4mll_2St>S4749,7726£20-0000010IMA-OOOOiO四、設(shè)計(jì)總結(jié)通過(guò)設(shè)計(jì)，仿真結(jié)