引言 

现在我们已经定义好了变量和评价函数。点击Tools…Optimization…Optimization或快捷按扭Opt打开优化对话框,点击Automatic按扭进行自动优化: 

  

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 注意:优化是多线程的,ZEMAX自己分配计算给所有CPU来加快优化进程。评价函数值会迅速减小,光斑图显示了性能的提高(双击光斑图使它刷新)。RMS光斑现在是轴上11um,5度视场大约20um,相比之前的143um和168um系统性能有了很大提高。

  

然而,从Layout光路图上和透镜数据编辑栏看有一个明显的问题: 

 

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 透镜厚度变的非常的厚。我们已经告诉ZEMAX最小化RMS光斑半径,但并没限制任何操作。按下F3或点击Editors…Undo撤消之前的优化,返回到之前保存的未优化状态。返回评价函数编辑栏,再次点击Tools…Default Merit Function:

  

这些设定要求透镜元件中心厚度在2-20mm范围,边缘厚度大于2mm(这是一个有用限制约束条件来辅助加工)。任何由空气组成的表面厚度在0.5-1000mm范围,当然在这个设计中是不可能的,但对于多个元件设计时可避免透镜与透镜碰撞或距离太远,因此增加空气厚度约束以保证设计的完美性。如果我们重复优化,使用自动优化:

  

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RMS光斑半径现在是轴上13.6um,轴外26.1um,此时透镜设计变得非常合理: 

 

成功的优化,关键在于评价函数应当包含我们想要达到的光学目标,加上不想要的设计形式的约束目标。典型约束边界条件包括元件厚度,重量,最大可接受的畸变等。

注:请阅读用户手册第17章,“Optimization”特别是优化操作数与边界约束操作数部分。 

光科ZEMAX知识库中有操作数中文含义的说明:

http://www.optotek.com.cn/knowledge-item-5-ZEMAX-Operators.html

 

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