发布时间 : 星期五 文章ZEMAX使用手册第1、2、3章更新完毕开始阅读1022287101f69e3143329423
面是第0面。
出瞳直径
以透镜长度单位为单位的光阑在像空间所成近轴像的直径。
出瞳位置
系统中从像平面起算的沿轴的出瞳的近轴位置。
附加数据
附加数据值用来描述非标准表面的面型。例如，附加数据值可以用来描述衍射光学表面的相位，如二元光学中的Binary 1表面类型。在“附加数据”这一章中的“镜片类型”中，有关于附加数据值的详细讨论。
视场角和高度
视场角一般用度来表示，其测量一般依据近轴入瞳的位置。 正的视场角其物体坐标是负的，其光线斜率是正的。如果用物体或像的高度来描述视场点时，就要用透镜长度单位表示高度。当像高被用来描述视场时，其高度指的就是近轴像高。如果光学系统有畸变，则实际像点将会落在不同的位置。
随光阑尺寸漂移
随光阑尺寸漂移是ZEMAX所支持的一种系统孔径类型。这个词语实际上所指的是：入瞳位置，物空间数值孔径，像方空间F/#，和光阑面半径这些数据中，当有一个是指定时，那么其他所有的都是确定的。因此，设定光阑半径，然后让其他的数据随之相应变化，是一种很有效的描述系统孔径的方法。当光学系统中含有一个实际的，不变的光阑面时，使用这种方法特别方便，比如当设计零位光学校正器时。
玻璃
玻璃的输入操作可通过在玻璃这一列中键入玻璃名称来实现。空白的被看作是空气，它的折射率为1。反射镜面可以作为一种特别的玻璃类型，输入“MIRROR”，但这个词在玻璃目录中并不出现。常用的玻璃可以在玻璃库中进行查阅，新的玻璃类型可以用玻璃目录工具输入。细节请参考“玻璃目录的使用”一章。
六角环带
执行常规计算如点列图之类时，ZEMAX通常会选择一个光线分布模式。光线分布模式指的是一束光如何被安排在入瞳上。六角环带的光线分布模式是用中心光线周围的环带的数目来描述的。第一个环带中包含了6根光线，第一条光线从0度开始（在光瞳的X轴上），每一条光线之间相隔60度。第二个环带中有12条光线（包括第0环上的中心光线，总数为19），第三个环有18条光线。每一个环都比它前面的一个多出6条光线。许多要求指明采样参数的特性的计算（如MTF计算）都使用六角环带作为一种指定光束条数的简便方式。如果六角环带的采样密度是5，并不表示使用了5条光线，而是使用了1+6+12+18+24+30=91条。
像空间F/#
像空F/#是计算无穷远共轭点时的轴上有效焦距与近轴入瞳孔径的比率。注意，即使此镜片没有在无穷远共轭点上使用，也用无穷远共轭点来表征此数量大小。
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透镜长度计量单位
透镜长度计量单位是度量镜头系统时的一个基本单位。透镜长度计量单位可用来衡量半径，厚度，孔径和其他的数量，可以是毫米，分米，英寸或米。
边缘光线
边缘光线是从物体中心发出的经过入瞳边缘并落在像平面上的光线。
如果有渐晕，ZEMAX将此定义扩展为渐晕入瞳边缘上的光线。如果利用光线瞄准调整法追迹光线，则边缘光线就通过在渐晕光阑边缘上的点。
也可参考“主光线”。
最大视场
当选择“视场角”模式时，以度为单位的最大径向视场角；当选择“物体高度” 模式时，以透镜长度单位度量的最大径向物体坐标；或者当选择“像高”模式时，以透镜长度单位为单位的最大径向像坐标。视场模式可在“系统”菜单下的“视场数据”对话框中设置。
非近轴系统
非近轴这个术语指的是任何一个不能用近轴光线系统的数据来充分地表示其特征的光学系统。通常为包括有倾斜、偏心（表现为坐标中断形式）、全息元件、光栅、理想镜片、立方槽、ABCD矩阵，梯度折射率或衍射组件的系统。
对于在旋转对称配置中具有常规的折射和反射组件的系统，已经建立了大量的光线像差理论。其中包括，赛得像差，畸变，高斯光束数据，和实际上使用的所有一阶特性，如焦距、F/#、光瞳尺寸和位置。所有这些值都是从近轴光线数据计算得来的。
如果所分析的系统中包含了任何所提到的非近轴组件，则任何基于近轴光路追踪的计算都是不可信的。
归一化的视场和光瞳坐标
归一化的视场和光瞳坐标常常用在ZEMAX的程序和文件中，一共有四个：Hx，Hy，Px和Py。Hx和Hy值是归一化视场坐标；Px和Py是归一化光瞳坐标。
归一化视场和光瞳坐标代表了一个单位圆上的点。视场的半径尺寸（或当视场用物高这个术语来表示时，其物体高度）用来衡量归一化视场坐标，而入瞳半径则用来衡量归一化光瞳半径。例如，假设最大物高是10mm，经常遇到的情况为：你分别在0，7和10mm处定义了3个视场。坐标（Hx=0，Hy=1）指的是一条从物体上边缘点发出的光线即（x=0mm，y=10mm）。坐标（Hx=-1，Hy=0）指的是一条从物平面（x=-10mm，y=0mm）处发出的光线。
光瞳坐标也用同样的方式。假设入瞳半径（不是直径）是8mm，则（Px=0，Py=1）指的是一条射向入瞳上顶点的光线。在入瞳面上，光线的坐标将会是（x=0mm，y=8mm）。
注意，归一化坐标总是在-1和1之间，而且有
Hx2 + Hy2 ≤1 ，Px2 + Py2 ≤1
使用归一化坐标的优点是一组特定的光线有着相同的坐标，它不随着物体或入瞳的大小位置的改变而改变。例如：边缘光线是穿过物体中心到达入瞳顶点的光线，或（Hx=0，Hy=0，Px=0，Py=1）；主光线的光路的走向则从视场的上边缘点到光瞳中心，或以（0，1，0，0）表示。 这种体系的另外一个优点是系统可按比例缩放。假设在优化一个镜头设计前，你定义一条光线用来计算系统优化函数。通过使用归一化坐标，使得在改变了入瞳的尺寸位置或物体的尺寸位置后，或者甚至在最佳化过程中，相同的光线设置都可以照旧工作。
归一化视场坐标甚至在视场位置以角度来定义时，也可正常工作。例如，假设你选择了y方
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向的视场角0，7和10度。这暗示你所选的角空间的最大视场“半径”是10度。归一化视场坐标的Hx=0和Hy=1选择 x坐标方向0度， y方向10度。坐标Hx=-.5和Hy=.4选择x方向的角为-5度，y方向的角为4度。注意，即使在x方向上没有定义x的角度，你也可以为Hx在这些区域中选择一个非零值进行光路追踪。Hx 和 Hy 值一般指的是物空间视场角所形成的圆周上的点，圆的半径由最大径向视场值决定的。如果你定义了一个单独的视场点，x方向的视场角是10度，y方向的视场角是 -6度，则最大半径视场就是11.66度，Hx 和Hy 则将以此半径值进行归一化。注意如果你用视场角来定义物体，此坐标是归一化的视场角；如果你使用的是物高，则用Hx 和Hy来表示归一化的物体高度。
物空间数值孔径
物空间数值孔径是物面上发出的光的发射角大小的度量。数值孔径被定义为折射率乘以物空间所度量的边缘光线与光轴夹角的正弦。边缘光线定义为从一个物点发出的发散光束所组成的圆锥体的边缘。
参数数据
参数数据值用来定义特定的非标准面形。例如，参数数据可以包括非球面系数，光栅间隔，或倾斜和偏心数据。在“表面形状”这一章的“参数数据”中，有关于参数数据的详细讨论。
近轴光线和靠近轴的光
近轴这个术语严格地来说是指“与光轴靠近”。近轴光学是可以用斯涅耳（Snell）定律的线性近似形式来表述的一种光学。斯涅耳定律的表达式为：
n·sin??= nˊ·sin?ˊ
对于非常小的角，式子可变为：
n·??= nˊ·?ˊ
在光学中，大量的定义都基于线性的假设之上。像差会偏离这种线性，因此光学系统的近轴特性常常被认为是无像差系统的特征。
虽然有许多简单的公式可用来计算近轴特性，如焦距、F/#、放大率等等，ZEMAX通常不使用这些公式。在ZEMAX内部，ZEMAX把“靠近轴的光线”当作真正的光线来处理（“真正”意味着不折不扣地使用斯涅耳定律），只不过是它与光轴或主光线等的基本光线之间的夹角很小。 ZEMAX使用靠近轴的光线而不用近轴公式的原因是，许多光学系统包含非近轴组件。非近轴组件的意思是那些不能用传统的一阶理论来描述的组件，包括倾斜或偏心系统，和使用了全息元件、衍射光学、普通非球面及有梯度折射率镜片的系统。
ZEMAX可计算许多近轴特性，当光学系统有非标准组件时，使用这些值的时候需要非常小心。通常，由靠近轴的光线导出的结果都是可接受的，但对于非常特殊的系统来说，一些一阶的数字也许不足以描述图象的特性。
近轴像高
在近轴像平面上，用透镜长度单位表示的在全视场上的图像的近轴径向尺寸。
近轴放大率
径向放大率，近轴像高与物高的比率。近轴放大率是在近轴像平面上度量的。其值对于无限远共轭系统恒为0。
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近轴工作F/#
近轴工作F/#的定义是：
W?12n?tg?其中，θ是像空间近轴边缘光线角，n是像空间的折射率。近轴边缘光线是在指定的共轭面上追迹的，对于非共轴系统，此参数则指的是轴上光线，而且是从在整个光瞳上得出的平均数。近轴工作F/#是忽略了像差的有效的F/#。
另外可参考工作F/#的定义。 主波长
主波长以微米为单位。这个值用来计算大部分近轴值或系统值，如光瞳位置等。
半径
系统中每一个面用透镜长度单位表示的曲率半径。习惯的用法是，如果曲率中心位于从表面顶点向右（沿着Z轴有正的位移），半径为正，而如果曲率中心是从表面顶点向左（沿着Z轴有负的位移），半径为负。它与系统中反射镜面的数量无关。
弧矢和子午
术语“子午”指的是在子午面中计算的数据，此子午面由一条直线和一个点确定，该直线为对称轴，该点为物空间的视场点。弧矢面是与子午面垂直相交的面，而弧矢面在入瞳位置处与对称轴相交。
对于视场点在Y轴上的典型的旋转对称系统，子午面是YZ平面，弧矢面是与YZ面垂直相交的面，并与入瞳中心相交。
此定义所遇到的难题是它不能迅速地扩展到非旋转对称系统。由于这个原因，ZEMAX定义YZ面为子午面，不管视场点在哪儿，子午数据总是在物空间的Y轴上计算。弧矢面是与YZ面垂直的面，通常会与入瞳中心相交，而弧矢数据则总是在物空间的X轴上进行计算。
这种约定的原理如下：如果系统是旋转对称的，则Y轴上的视场点单独可描述系统成像特性，这些点都应使用。在这种情况下，这两种不同的关于参考面的定义是一样的，重复的。如果系统是非旋转对称的，则没有对称轴，参考面的选择也可以是任意的。 半口径
每一个面的尺寸用半口径设置来描述。缺省的设置是可让所有实际的光线通过而不拦光的孔径的径向距离。在半口径这一列中键入一个值，在此值的后面会出现一个字母“U”，表示此半口径是由用户定义的。这种设置只影响镜头轮廓图中镜片的绘制，而不会影响是否有光线穿过那个面。注意，这种应用尤其适用于光阑面和像平面。为了拦截一条光线，可以用给定的渐晕系数或者用限定表面孔径的方法来实现。
对于轴对称系统，只要该表面不在光束的焦散面上（这常在像面上发生），任何表面的半径都能够非常精确地计算出来。ZEMAX通过追迹几条光瞳边缘光线来估计共轴系统的半口径。对于非共轴系统，ZEMAX估计所要求的半口径时，既可通过一组固定数量的光线追迹，也可用一种叠代的方法，这种叠代的方法较慢却更为准确。参考“系统菜单”这一章可得到详细的说明。重要的一点需要注意，ZEMAX中用“自动”的办法计算所得的半口径是一个估计值，虽然它通常都是一个比较好的值。
有些表面的孔径值可能会变得很大，使得表面的Z坐标产生多重值；例如，一个非常深的椭圆也许在表面有相同的X和Y时，会有不止一个Z坐标。对于表面是球面的情况，这种情况叫作“超
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