书接上回我们继续学习Zemax操作界面。一、在菜单栏中的分析和优化1、分析在分析窗口我们在前期主要用到这三个部分光线迹点、像差分析和MTF。首先我们要知道在光学设计的时候“分析”这个窗口主要提供了一个怎样的功能。我们在做设计的过程中如果没有“分析”这个窗口那就如同在黑屋中洗衣服你都不知道哪块洗干净了哪块还没洗分析就是做了这样的一件事。分析可以给你很多的像差图还有不同指标的测评效果图让你知道到底是哪里出了问题到底是彗差还是像散需要改进。说句题外话我们知道在Zemax计算软件中你的变量在很多时候是不足以让你把每一个像差都做的很好你是需要按照甲方的指标取舍的那这就涉及到一些比较具体的方法了比如球差与彗差常相互制约此时需结合公差分析与优化权重在满足分辨率前提下优先保障边缘视场成像质量而MTF曲线若在高频段陡降则提示衍射极限接近应检查光阑位置与像面定位精度。你知道了是哪里出了问题再针对性优化优化完再看图分析光学设计的设计部分就是这样的迭代过程。1在其中的光线迹点窗口有这样的一些分析图可以提供“标准点列图”是文献中的常见名词就在这里。在打开以后有不同的视场的点列图它反映的是在像面上光斑的表现情况我们可以根据点列图的形状去分析到底是哪个像差比如光斑形状呈现明显的彗星状那想要提升像质应该从彗差入手这些后面会专门开一个专题说明一下的。在下面的分析栏有各视场的RMS半径和GEO半径RMS半径指的是均方差半径考虑整体的效果而GEO半径则直接反映了在像面的几何光斑分布情况。你也可以在左上角的“设置”中增减你想要的项可以在图中增加艾里斑衍射极限。“光线光扇图”也是我们常用的一类分析图在这里叫“光线像差图”。我们也可以在这里分析像差例如同一个视场中三根光线离得太远了那就说明色差太大。一般来说我们是希望这里的曲线和横轴越贴合越好最好的情况就是一条直线和横轴重合。当然在这里提醒一下必须要看它的最大缩放比例不止这一个所有图都是有的时候你优化完发现图形比之前“夸张”了很多先别着急说自己错了哈可能是效果更好了然后系统自动把你的缩放比例调小了。2在像差分析中我们常用到的图就比较多了这里也是挑几个说。“场曲/畸变图”顾名思义在这里分析场曲和畸变的情况图形如下左边反映场曲右边反映畸变。场曲图还是很有用的横轴是打在像面的位置纵轴是视场。它如果单条曲线在某个高度发生了很大的弯曲那就说明在这个视场的场曲稍大如果同一个颜色的两条曲线一个曲线一个点线分别表示子午场曲和弧矢场曲在大视场有很大的距离那就说明宝贝你该去调像散了使用FCGT和FCGSDIFF让子午场曲和弧矢场曲之间的差距缩小来控制像散那么如果三种颜色的曲线各自离得远那就是色差问题。在畸变这里我们一般给出的是百分比形式当然你也可以调整一下看绝对值。“轴向像差图”我们在应用光学中学到轴向像差就是轴向球差和轴向色差那么这个图也反映了这两种像差。轴向球差是靠曲线的弯曲程度来表现的轴向色差是靠三种颜色的重合程度来体现的越靠近轴向色差越小。当然也是要看它的缩放比例的横坐标宝子们别光看曲线形状哈。“垂轴色差图”体现的是光的垂轴色差这里还能通过左上角的设置把艾里斑衍射极限体现出来做对比这三根不同颜色的线离中间纵轴线越远色差越差。“赛德尔图”可以从这里看到具体到某个表面的像差情况值得一提的是我们有的时候不需要每个表面的每个像差必须为0光学设计是一个“平衡”的过程像差是可以相互抵消的如图所示第二个表面的轴上色差灰色柱是很大的正值但是第一个和第三个表面的轴上色差是大的负值这样就相互抵消了最后的总和轴上色差也不大。3MTF曲线“MTF曲线”是不同特点的MTF在某些系统可能有细微的差别MTF是传递函数表现出这个系统到底能传递怎样的像质和多少能量给下一个系统往往作为一个综合性的评价标准但MTF不是全部还是要具体看像差情况。在MTF图中你需要具体设置多少频率曲线是越高越好如果不设置终止频率会体现出截止频率曲线最终在横坐标落点截止频率越高越好。2、优化讲完了“分析”窗口来说说和它相配合的“优化”窗口。在优化这里有评价函数编辑器这是我们主要操作的编辑器通过给光学系统不断设立合适的优化指标来让系统更完美评价函数编辑器就像写代码一样或许有计算机背景的同学来学习会更加得心应手一些没有学过计算机也没关系它的核心理念就是你给他提出一个方向比如让系统消除球差然后给这条“命令”一定的计算资源权重让计算机去优化。这个命令就是我们的操作数计算资源就是你给他的权重一定要记住计算资源是有限的不要“既要又要”要有轻重缓急的优化。优化有“执行优化”、“全局优化”和“锤形优化”三种形式“执行优化”就是对整个系统按照你的评价函数编辑器的设置进行一个局部优化“全局优化”是从更宏观更全局的角度进行优化在进行全局优化的时候一定要先保存好自己的原始文件它会给你好几个模型一起跑虽然但是我的理解就是多给几个版本每个从不同的局部进行优化这就叫全局优化。。。。全局优化会解决“局部最优”的问题。而“锤形优化”是介于两者之间一种特殊的Hammer优化算法调用锤形优化之前常常将需要替换的玻璃改为“S”替代类型这样在优化的过程中计算机会寻找更适合的玻璃你也可以限定它在某些材料库中寻找默认就是你系统选项卡中的材料库。以上就是本篇的主要内容主要介绍了“分析”和“优化”窗口本来想把后面的系统选项卡和操作区域镜头编辑器评价函数编辑器一起说了没想到光分析和优化就写了这么多只能下一个帖子再写了。