ZEMAX光學設計超級學習手冊

第1章 ZEMAX入門
1.1 ZEMAX的啟動與退出
1.2 用戶界面
1.2.1 窗口類型
1.2.2 主窗口介紹
1.2.3 文件菜單
1.2.4 編輯菜單
1.2.5 系統菜單
1.2.6 分析菜單
1.2.7 工具菜單
1.2.8 報告菜單
1.2.9 宏指令菜單
1.2.10 外擴展菜單
1.2.11 窗口菜單
1.2.12 幫助菜單
1.3 ZEMAX常用操作快捷鍵
1.3.1 放棄長時間計算
1.3.2 快捷方式的總結
1.4 本章小結

第2章 像質評價
2.1 外形圖 37
2.1.1 二維外形圖
2.1.2 3D外形圖
2.1.3 陰影圖
2.1.4 元件圖
2.1.5 ISO元件圖
2.2 幾何光學像質量評價
2.2.1 特性曲線
2.2.2 點列圖
2.2.3 調制傳遞函數
2.2.4 點擴散函數
2.2.5 波前 51
2.2.6 曲面 52
2.2.7 均方根
2.2.8 像差系數（Aberration Coefficients）
2.2.9 雜項（Miscellaneous）
2.3 能量分析
2.3.1 能量分布
2.3.2 照度 62
2.4 像分析 64
2.4.1 模擬圖像
2.4.2 雙目分析
2.4.3 計算 68
2.5 其他 69
2.5.1 玻璃和梯度折射率
2.5.2 通用圖表
2.5.3 偏振狀態
2.5.4 鍍膜（Coatings）
2.5.5 物理光學（Physical Optics）
2.6 本章小結

第3章 初級像差理論與像差校正
3.1 幾何像差與像差表示方法及像差校正
3.1.1 球差 74
3.1.2 慧差 79
3.1.3 像散 85
3.1.4 場曲 89
3.1.5 畸變 95
3.1.6 色差（Color Aberration）
3.2 厚透鏡初級像差
3.3 薄透鏡初級像差
3.4 像差校正和平衡方法
3.5 本章小結

第4章 ZEMAX基本功能詳解
4.1 ZEMAX 3種優化方法
4.1.1 優化方法選擇
4.1.2 GlobalSearch和Hammer Optimization區別
4.1.3 局部優化（Optimization）缺點
4.1.4 全局搜索優勢
4.2 ZEMAX評價函數使用方法
4.2.1 優化中的術語定義
4.2.2 評價函數方程表達
4.2.3 波前優化方法
4.2.4 光斑尺寸優化方法
4.2.5 角譜半徑優化方法
4.3 ZAMAX多重結構使用方法
4.3.1 實例一：模擬元件的變化
4.3.2 實例二：衍射級次顯示
4.3.3 實例三：分光板模擬
4.4 ZAMAX坐標斷點使用方法
4.4.1 ZEMAX坐標系
4.4.2 自帶坐標斷點使用方法
4.4.3 坐標斷點面使用方法
4.4.4 樣例一：旋轉角度的優化方法
4.4.5 樣例二：使用坐標斷點精確尋找主光線位置及方向
4.4.6 樣例三：坐標返回的使用方法
4.5 本章小結

第5章 公差分析
5.1 公差 148
5.1.1 誤差來源
5.1.2 設置公差
5.1.3 公差操作數
5.2 默認公差的定義
5.2.1 表面公差
5.2.2 元件公差
5.3 公差分析3種法則
5.3.1 靈敏度分析
5.3.2 反轉靈敏度分析
5.3.3 蒙特卡羅分析
5.4 公差過程的使用
5.4.1 公差分析的執行
5.4.2 雙透鏡的公差分析
5.5 本章小結

第6章 非序列模式設計
6.1 ZEMAX中非序列模型介紹
6.1.1 模型類別
6.1.2 面元反射鏡
6.1.3 光源分布
6.1.4 棱鏡 17
6.1.5 光線分束
6.1.6 散射 17
6.1.7 衍射光學元件
6.1.8 相干模擬
6.1.9 復雜幾何物體創建
6.1.10 吸收分析
6.2 創建非序列光學系統
6.2.1 建立基本系統特性
6.2.2 創建反射鏡
6.2.3 光源建模
6.2.4 旋轉光源
6.2.5 放置探測器
6.2.6 跟蹤分析光線探測器
6.2.7 增加凸透鏡
6.2.8 光線跟蹤分析和偏振損耗
6.2.9 增加矩形ADAT光纖
6.2.10 使用跟隨解定位探測器
6.2.11 整個系統光線追跡
6.3 將序列面改成非序列物體
6.3.1 轉變NSC的工具
6.3.2 初始結構
6.3.3 使用轉換工具
6.3.4 插入非序列光源
6.3.5 插入探測器物體
6.4 模擬混合式非序列（NSC with Ports）
6.4.1 序列／非序列模式
6.4.2 建立非序列組件
6.4.3 定義多焦透鏡
6.4.4 帶狀優化
6.4.5 目標局部
6.4.6 系統性能
6.4.7 運行影像分析性能之優化
6.4.8 最終設計
6.5 優化非序列光學系統
6.5.1 DampedLeast Squares和Orthogonal Descent
6.5.2 建立系統
6.5.3 評價函數
6.5.4 自由曲面反射鏡
6.5.5 優化 22
6.6 本章小結

第7章 基礎設計實例
7.1 單透鏡設計
7.1.1 ZEMAX序列模式簡介
7.1.2 單透鏡系統參數
7.1.3 單透鏡初始結構
7.1.4 單透鏡的變量與優化目標
7.1.5 單透鏡優化結果分析與改進設計
7.2 雙膠合消色差透鏡設計
7.2.1 雙膠合透鏡設計規格參數及系統參數輸入
7.2.2 雙膠合透鏡初始結構
7.2.3 設置變量及評價函數
7.2.4 優化及像質評價
7.2.5 玻璃優化——校正色差
7.3 牛頓望遠鏡設計
7.3.1 牛頓望遠鏡來源簡介及設計規格
7.3.2 牛頓望遠鏡初始結構
7.3.3 添加反射鏡及遮攔孔徑
7.3.4 修改反射鏡以提高MTF
7.4 變焦鏡頭設計
7.4.1 變焦鏡頭設計原理介紹
7.4.2 變焦鏡頭設計規格及參數輸入
7.4.3 多重結構實現變焦
7.4.4 變焦鏡頭的優化設置
7.5 掃描系統設計
7.5.1 掃描系統參數
7.5.2 多重結構下的掃描角度設置
7.6 本章小結

第8章 目視光學系統設計方法
8.1 人眼光學系統的創建
8.1.1 眼睛概述
8.1.2 眼睛模型
8.1.3 使用ZEMAX創建人眼模型結構
8.2 放大率與視覺
8.2.1 近距離物體成像標准
8.2.2 小型放大鏡放大率
8.3 本章小結

第9章 目鏡設計
9.1 目鏡介紹
設計案例一：惠更斯目鏡
設計案例二：冉斯登目鏡
設計案例三：凱爾納目鏡
設計案例四：RKE目鏡
設計案例五：消畸變目鏡
設計案例六：對稱式目鏡
設計案例七：埃爾弗目鏡
設計案例八：西德莫爾目鏡
設計案例九：RKE廣角目鏡
9.2 目鏡調焦
9.3 本章小結

第10章 顯微鏡設計
10.1 技術指標
10.1.1 基本系統技術要求
10.1.2 分辨率目標和極限
10.210倍物鏡初始透鏡形式
10.2.1 顯微鏡設計步驟
10.2.2 物鏡與目鏡的連接
10.3 本章小結

第11章 望遠鏡設計
11.1 天文望遠鏡
11.1.1 天文望遠鏡設計步驟
11.1.2 分辨率與衍射極限
11.2 地上望遠鏡
11.3 本章小結