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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ZEMAX 36

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13-24 71

按钮1-16，按钮17-32，按钮33-48 71

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DLL 75

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,Z 103

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-Phase 105

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MTF 130

FFT面MTF 131

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MTF 133

惠更斯离焦MTF 134

惠更斯表面MTF 134

几何传递函数MTF 135

离焦的几何MTF 135

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.RMS 149

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MTF 171

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 files 260

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4/6 263

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

ABCD 270

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1 273

二元光学系数符号规定 274

二元光学面2 274

二元光学面系数的符号规则 275

二元光学面3 275

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1 286

椭圆光栅面的形状 286

椭圆形光栅面2 287

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1 294

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2 295

梯度折射率面3 295

梯度折射率面4 296

梯度折射率面5 296

梯度折射率面6 297

梯度折射率面7 298

梯度折射率面TM 299

梯度剖面文件格式 299

梯度折射率面9 301

梯度折射率面10 302

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1 305

全息面2 306

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 DLL 320

折射和反射UDS DLLs 321

梯度折射率UDS DLLs 321

衍射UDS DLLs 321

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DLL 322

错误处理与UDS 322

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NSC 334

无接口的NSC 334

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2 346

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1 350

二元光学2 350

二元光学2A 351

布尔物体 352

复杂抛物柱面连接件CPC 354

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 Z 359

菲涅尔1 360

菲涅尔2 361

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1 368

透镜阵列2 369

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DLL 422

面散射例子：Two Gaussian.DLL 422

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