本文将介绍在光学设计软件ZEMAX中广泛使用的评估函数,帮助读者了解如何利用这些工具优化和分析光学系统性能。
在光学设计领域,Zemax是一款广泛使用的软件工具,用于进行光学系统的设计与优化。本段落将详细介绍Zemax中的常用评价函数,这些函数用来衡量系统的性能,并且对优化过程至关重要。
评价函数是Zemax中优化过程中不可或缺的元素,它们通过各种指标评估系统的表现。每个评价函数都可以设定权重以反映其在总评分中的重要性,同时也可以指定目标值来表示期望的理想数值。例如,“ABSO”(绝对)用于计算某个量与预期值之间的偏差;“ACOS”则是反余弦函数,可能用来衡量偏离理想角度的情况。
光学系统中像差是重要的考虑因素之一,包括角放大率`AMAG`、角像差`ANAR`、像散`ASTI`、反正弦函数`ASIN`以及反正切函数`ATAN`。其中,像散是指垂直和平行于光轴方向上的聚焦差异,这是光学系统中常见的成像质量降低的原因之一。
“AXCL”代表轴向色差,指的是不同波长光线通过系统时焦点位置的偏差。“BLNK”是空白占位符函数,在实际应用中通常不使用;而“BSER”表示瞄准误差,用于评估设计中的瞄准点与实际聚焦位置之间的偏差情况。
光学表面的质量也可以通过各种评价函数来衡量,例如`COGT`和`COLT`分别代表双曲面的曲率大于或小于期望值的情况;彗差(COMA)则是一种像差现象。此外,“CONF”表示特定配置的编号。
系统几何参数同样需要严格控制,比如“CONS”用于设定常数、“COSI”是余弦函数、而`COVA`代表双曲线系数。“CTGT”和“CTLT”分别衡量中心厚度大于或小于期望值的情况;`CTVA`则表示精确的中心厚度。曲率相关的评价包括了“CVGT”,“CVLT”,以及“CVVA”,它们用于评估曲率是否符合预期。
光能分布与衍射特性可以通过诸如`DENC`(衍射包围能量)、`DENF`(衍射包围分数)和`DIFF`(差异函数)等来衡量,其中畸变相关的有DIMX(径向场畸变)以及DISC(角度场畸变),DIST是对整体畸变的度量。而“DIVI”是分母,“DLTN”为Delta N值,“DMFS”则代表默认评价起点。
尺寸相关的函数包括`DMGT`(直径大于)、`DMLT`(直径小于),和`DMVA`(精确直径);导数类如`DXDX`, `DYDX, DXDY,以及 DYDY用于分析局部变化。有效焦距(EFFL)是系统的重要参数之一,“EFLX”与“EFLY”分别对应x轴与y轴的有效焦距。
入瞳和出瞳的位置及大小同样重要,“ENPP”,“EPDI”, “EXPP”及“FCGS”,“FCGT”,以及“FCUR”用于场曲的评估。光纤耦合效率由`FICL`表示,傅里叶斑图分析则涉及`FOUC`. 高斯光束相关的函数如GBW0、GBWA、GBWD、GBWZ和 GBWR描述了光束腰径大小, 发散角,z位置及相位半径。
“GCOS”代表相对于成本的玻璃选择,“GENC”是几何误差,`EQUA`用于等式比较,而ETGT(边缘厚度大于)、ETLT(边缘厚度小于)和 ETVA(精确边缘厚度)则关注于边缘厚度的评估。
Zemax提供的这些评价函数涵盖了光学系统设计与分析的所有方面,并帮助设计师全面地评估系统的性能。理解和熟练运用这些函数对于提升光学系统的质量和性能至关重要。