第1章ZEMAX入门 1
1.1 ZEMAX的启动与退出 1
1.2用户界面 3
1.2.1窗口类型 4
1.2.2主窗口介绍 4
1.2.3文件菜单 5
1.2.4编辑菜单 6
1.2.5系统菜单 16
1.2.6分析菜单 20
1.2.7工具菜单 20
1.2.8报告菜单 29
1.2.9宏指令菜单 32
1.2.10外扩展菜单 32
1.2.11窗口菜单 33
1.2.12帮助菜单 34
1.3 ZEMAX常用操作快捷键 34
1.3.1放弃长时间计算 34
1.3.2快捷方式的总结 35
1.4本章小结 36
第2章 像质评价 37
2.1外形图 37
2.1.1二维外形图 37
2.1.2 3D外形图 38
2.1.3阴影图 39
2.1.4元件图 39
2.1.5 ISO元件图 41
2.2几何光学像质量评价 41
2.2.1特性曲线 41
2.2.2点列图 43
2.2.3调制传递函数 46
2.2.4点扩散函数 48
2.2.5波前 51
2.2.6曲面 52
2.2.7均方根 53
2.2.8像差系数（Aberration Coefficients） 54
2.2.9杂项（Miscellaneous） 56
2.3能量分析 61
2.3.1能量分布 62
2.3.2照度 62
2.4像分析 64
2.4.1模拟图像 64
2.4.2双目分析 68
2.4.3计算 68
2.5其他 69
2.5.1玻璃和梯度折射率 69
2.5.2通用图表 70
2.5.3偏振状态 71
2.5.4镀膜（Coatings） 72
2.5.5物理光学（Physical Optics） 73
2.6本章小结 73
第3章 初级像差理论与像差校正 74
3.1几何像差与像差表示方法及像差校正 74
3.1.1球差 74
3.1.2慧差 79
3.1.3像散 85
3.1.4场曲 89
3.1.5畸变 95
3.1.6色差（ColorAberration） 98
3.2厚透镜初级像差 103
3.3薄透镜初级像差 105
3.4像差校正和平衡方法 106
3.5本章小结 106
第4章 ZEMAX基本功能详解 107
4.1 ZEMMAX 3种优化方法 107
4.1.1优化方法选择 107
4.1.2 Global Search和Hammer Optimization区别 108
4.1.3局部优化（Optimization）缺点 112
4.1.4全局搜索优势 112
4.2 ZEMAX评价函数使用方法 114
4.2.1优化中的术语定义 114
4.2.2评价函数方程表达 115
4.2.3波前优化方法 118
4.2.4光斑尺寸优化方法 120
4.2.5角谱半径优化方法 121
4.3 ZAMAX多重结构使用方法 122
4.3.1实例一：模拟元件的变化 123
4.3.2实例二：衍射级次显示 127
4.3.3实例三：分光板模拟 131
4.4 ZAMAX坐标断点使用方法 137
4.4.1 ZEMAX坐标系 137
4.4.2自带坐标断点使用方法 139
4.4.3坐标断点面使用方法 139
4.4.4样例一：旋转角度的优化方法 140
4.4.5样例二：使用坐标断点精确寻找主光线位置及方向 143
4.4.6样例三：坐标返回的使用方法 144
4.5本章小结 147
第5章 公差分析 148
5.1公差 148
5.1.1误差来源 148
5.1.2设置公差 149
5.1.3公差操作数 149
5.2默认公差的定义 150
5.2.1表面公差 151
5.2.2元件公差 152
5.3公差分析3种法则 153
5.3.1灵敏度分析 153
5.3.2反转灵敏度分析 154
5.3.3蒙特卡罗分析 154
5.4公差过程的使用 157
5.4.1公差分析的执行 157
5.4.2双透镜的公差分析 160
5.5本章小结 166
第6章 非序列模式设计 167
6.1 ZEMAX中非序列模型介绍 167
6.1.1模型类别 167
6.1.2面元反射镜 168
6.1.3光源分布 169
6.1.4棱镜 172
6.1.5光线分束 173
6.1.6散射 175
6.1.7衍射光学元件 177
6.1.8相干模拟 178
6.1.9复杂几何物体创建 179
6.1.10吸收分析 181
6.2创建非序列光学系统 182
6.2.1建立基本系统特性 183
6.2.2创建反射镜 185
6.2.3光源建模 186
6.2.4旋转光源 187
6.2.5放置探测器 189
6.2.6跟踪分析光线探测器 190
6.2.7增加凸透镜 192
6.2.8光线跟踪分析和偏振损耗 194
6.2.9增加矩形ADAT光纤 195
6.2.10使用跟随解定位探测器 198
6.2.11整个系统光线追迹 198
6.3将序列面改成非序列物体 199
6.3.1转变NSC的工具 199
6.3.2初始结构 200
6.3.3使用转换工具 202
6.3.4插入非序列光源 203
6.3.5插入探测器物体 205
6.4模拟混合式非序列（NSC with Ports） 208
6.4.1序列/非序列模式 208
6.4.2建立非序列组件 211
6.4.3定义多焦透镜 212
64.4带状优化 215
64.5目标局部 216
6.46系统性能 217
6.4.7运行影像分析性能之优化 218
6.4.8最终设计 219
6.5优化非序列光学系统 219
6.5.1 Damped Least Squares和Orthogonal Descent 220
6.5.2建立系统 222
6.5.3评价函数 223
6.5.4自由曲面反射镜 224
6.5.5优化 226
6.6本章小结 228
第7章 基础设计实例 229
7.1单透镜设计 229
7.1.1 ZEMAX序列模式简介 229
7.1.2单透镜系统参数 231
7.1.3单透镜初始结构 233
7.1.4单透镜的变量与优化目标 235
7.1.5单透镜优化结果分析与改进设计 237
7.2双胶合消色差透镜设计 240
7.2.1双胶合透镜设计规格参数及系统参数输入 241
7.2.2双胶合透镜初始结构 242
7.2.3设置变量及评价函数 244
7.2.4优化及像质评价 245
7.2.5玻璃优化——校正色差 247
7.3牛顿望远镜设计 249
7.3.1牛顿望远镜来源简介及设计规格 249
7.3.2牛顿望远镜初始结构 251
7.3.3添加反射镜及遮拦孔径 253
7.3.4修改反射镜以提高MTF 258
7.4变焦镜头设计 260
7.4.1变焦镜头设计原理介绍 261
7.4.2变焦镜头设计规格及参数输入 261
7.4.3多重结构实现变焦 263
7.4.4变焦镜头的优化设置 265
7.5扫描系统设计 268
7.5.1扫描系统参数 269
7.5.2多重结构下的扫描角度设置 273
7.6本章小结 276
第8章 目视光学系统设计方法 277
8.1人眼光学系统的创建 277
8.1.1眼睛概述 277
8.1.2眼睛模型 277
8.1.3使用ZEMAX创建人眼模型结构 278
8.2放大率与视觉 281
8.2.1近距离物体成像标准 281
8.2.2小型放大镜放大率 281
8.3本章小结 284
第9章 目镜设计 285
9.1目镜介绍 285
设计案例一：惠更斯目镜 286
设计案例二：冉斯登目镜 288
设计案例三：凯尔纳目镜 290
设计案例四：RKE目镜 292
设计案例五：消畸变目镜 294
设计案例六：对称式目镜 297
设计案例七：埃尔弗目镜 299
设计案例八：西德莫尔目镜 301
设计案例九：RKE广角目镜 304
9.2目镜调焦 306
9.3本章小结 311
第10章 显微镜设计 312
10.1技术指标 312
10.1.1基本系统技术要求 312
10.1.2分辨率目标和极限 312
10.2 10倍物镜初始透镜形式 313
10.2.1显微镜设计步骤 313
10.2.2物镜与目镜的连接 319
10.3本章小结 322
第11章 望远镜设计 323
11.1天文望远镜 323
11.1.1天文望远镜设计步骤 323
11.1.2分辨率与衍射极限 328
11.2地上望远镜 328
11.3本章小结 334