Zemax-光学系统设计经验(1)---优化函数的使用
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2Ip 本人从事
光学设计,参加过zemax的高级培训,在这里分享我的初浅经验,欢迎指正。
/(}V!0\? 1:>RQPXcWv 使用Zemax设计
光学系统,基本上就是根据设计要求,给出初始设计,然后优化系统。初始设计需要对光学有系统的学习,需要长期的经验,不同的领域有不同的要求,初始设计会大不相同,zemax不会给你太多的帮助。Zemax的精髓是能计算出光路图,然后使用operand(优化函数)优化各项光学
参数。
yTDoS|B+) omRd'\ RO 1. default merit function,当属最有用的优化函数,配合EFFL(有效
焦距)使用,基本可以设计大部分光学系统。可以使用RMS spot radius and rms wavefront error。另外设置好变量。Zemax会自动生成优化系数(weight). 函数行的量取决于
波长数,场(field)数,也决定了计算的快慢。
Y7{|EI+@ 2. 自己设计优化函数。第一步,需要知道你的优化目标:焦距,abberation,耦合效率。设置好constraints.
sdO;vp^:b 设计的constraints:
gj'ar Lens size, cost; edge and center thickeness; minimum number of lens; simple design; cheap
5#d(_ 9CN /v 举例来讲,耦合效率。 有两个最有用的函数:FICL, POPD. 前者快,后者慢,但后者对大多数系统要准确一些。读一下manual,你会知道你要设置什么参数。优化目标是1,weight 是1. 要知道在哪个surface上,还有在什么wavelength, field, 最重要的是什么优化数据,可以是耦合效率,也可以是beam size。如果都要考虑,可以设置新的POPD函数,设置好优化系数(weight). Zemax.com有例子,改一下merit function就可以了。
C*gSx3OG http://www.zemax.com/kb/articles/26/1/How-to-Model-Coupling-Between-Single-Mode-Fibers/Page1.html "3^6 有些有用的优化函数:
S`6'~g 加减乘除:SUMM, DIFF, PROD,DIVI
!^m5by 镜头数据:MXCG, MNCG, CTGT, MNCT,
DI&xTe9k 4\$Ze0tv 5#fLGXP 变量的设置也很有讲究,越多越靠近理想目标,但是降低速度和提高坏设计的几率.
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Sa ,A 几点经验:
tlcA\+%) 1. 尽可能 use solve, instead of 变量
NeK:[Q@je 2. 尽可能 use default merit function
9m'[52{o 3. 理解constraints
w{r->Phe 4. 理解和使用symmetry
@O3w4Zs 5. 去掉无用的变量.
pDKJLa 6. 知道怎么去改变设计。
k|lxJ^V# 7. 经常使用:hammer 优化
.xk<7^ZD 8. 多参考以前的设计,尤其是专利和镜头数据库。