ZEMAX 非序列光线追迹

引言

非序列光线追迹是一个强大的通用的技术用于多光路系统光线追迹，典型的使用包括：

传统照明系统，尤其那些有多个复杂光源系统；

LED 照明设计： LED透镜及LED反光杯；

衍射系统如干涉系统，光路通过不同光学系统传输产生的相干现象；

光学-机械杂散光分析；

LCD背光板；

生物光学系统，尤其那些基于从生物组织或荧光散射的散射系统。

[pagebreak]

注：既使您打算只用ZEMAX的非序列光线追迹模式，您在开始之前也应该先看下之前的两章。非序列光线追迹模式在用户使用界面和方法上有很多同序列光线追迹模式相同的地方，在这里我们将不再重复。

非序列光线追迹假设对任何光线没有预定义光路。一条光线从光源发出，可以在它的光路中撞击任何物体，可以是折射，反射，衍射，散射，分裂为多个子光线等等。它是比序列光线追迹更通用的技术，也因此在光线追迹速度上稍有些慢。

序列光线追迹模式设计可轻松转化为非序列光线追迹模式，使用Tools…Miscellaneous…Convert to NSC Group。

CAXCAD 光学设计软件，包含真实光线追迹，多种面型，几何像差，波像差，衍射PSF MFT, 参数求解，坐标断点，多重结构，DLS 优化等.

CAXCAD 技术知识库正式上线 http://www.caxcad.com/cn/kb.html

点击File…New启动一个新的ZEMAX设计，然后点击File…Non-Sequential mode。一个新的非序列光线追迹编辑栏就出现了(NSCE)。快捷按扭栏将发生变化，您可以尝试点击分析或工具菜单查看这些菜单与序列光线追迹模式下的不同。

NSCE类似于透镜数据编辑栏或评价函数编辑栏。然而非序列光线追迹模式我们使用的是元件或物体建模而不是表面。物体都是完全的3D实体而不是单独表面的集合。

这里有三种类型的物体：

 光源物体Source objects，用以发射光线到非序列光线追迹系统中；

 几何物体Geometry objects，定义光学元件（透镜，棱镜，反射镜，CAD物体等），可以使光线反射，折射，散射或衍射；

 探测器物体Detector objects，探测光线并给出光学性能数据如照度，光强等。

设置物体类型

在编辑栏上双击Object 1的物体类型，得到一个多标签物体特性对话框，类似于LDE的表面物体对话框。设置物体类型为标准透镜“Standard Lens”，这是一个常用透镜的几何物体类型：

点击OK关闭对话框。打开Layout图查看物体。注意我们使用单一的标准透镜来定义完全的物体而不是使用两个表面和一个厚度。查看编辑栏，可以在(x,y,z)设置物体在任何位置或任意倾斜偏心。也可以在Glass栏输入玻璃材料或参数栏定义它的数据，输入如下：

All positions and tilts: 0.0

Glass: N-BK7

Radius 1: 5.0

Conic 1: 0

Clear 1, Edge 1: both 1.0

Radius 2: 2.0

Conic 2: 0

Clear 2: 0.8

Edge 2: 1.0

此时应该看到透镜如下图，这是一个完全参数化的透镜，作为完整的实体模拟而不是面的集合。