工程光学仿真实验报告_系统工程仿真实验报告

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工程光学仿真实验报告

实验者：39172211----汪汝亮

39172213----范

博 39172212----陈文俊

【实验目的】

学习使用光学系统仿真设计软件 ZEMAX，利用该仿真设计软件掌握光学系统设计、光线追踪、像质评价、系统成型及仿真再现等基本应用方法。

【实验设备】

ZEMAX软件

【实验内容】

1.ZEMAX功能、界面及数据输入的演示。

2.单镜片、双镜片、牛顿望远镜的设计实现。

【实验步骤及数据处理】

1.单镜片

运行ZEMAX软件，按要求输入3个波长，在STO后插入一个面。输入STO的材质BK7，孔径大小以及厚度。再输入第一面及第二面镜的曲率半径100及-100.选中analysis 中的fans，得到图形如下

矫正defocus,得到图形如下

定义评价函数

最佳设计如下图

Spot Diagram

Focal Shift

OPD双镜片

叫出课程1的LDE，在STO后插入一个镜片，定义第一面、第二面镜材质分别为BK7和SF1，优化，叫出Chromatic Focus Shift，更改diameter,STO的thickne。得到下图 Focal Shift

Ray Fan Curve

2D Layout

改变STO的Thickne得如下图

Field Curvature牛顿望远镜

在STO的thickne中输入-1000，curvature中键入-2000，GLASS为MIRROR，aperture为200，波长选用0.550，观察spot diagram，如下图

Airy Disk

定义抛物面镜

在反射镜后放一个折镜fold mirror,把STO的thickne改为-800，结果如下图

在imagine plane前插一个dummy surface，3Dlay out 结果如下

在STO前插入一个surface，使其thickne为900，Aperture Type 为“Circular Obscuration”,Max Radius键入40，3Dlay out 观察结果如下

【思考题解答】

1.当前常用的光学设计软件有ZEMAX、CODE V、OSLO、ASAP等等。2.用ZEMAX进行光学设计的主要步骤：（1）新建镜头；（2）调用镜头；

（3）光路计算与优化计算；（4）像质评价。

【实验心得体会】

通过这次试验，我第一次接触了光学设计软件ZEMAX，并通过阅读实验指导书，自主完成了指导书上的仿真实验任务。虽然，仅仅通过这一次的ZEMAX仿真实验并不能使我们掌握该软件的使用，但是有了这次的接触，在以后的学习生活中再接触到这种软件就不会感到陌生了。