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 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。

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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。

 

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 接下来再次点到物体编辑栏上的透镜,按下Insert键创建一个新的空物体“Null Object”。双击新物体在物体类型参数中选择线光源物体“Source Ray”,输入如下参数数据:

All parameters are 0.0 except:

Y position: 0.5

Z position: -1.0

Tilt About X: 15.0

Layout Rays: 1

这时将看到光线追迹如下图所示。光线从光源发出到达透镜前表面,然后折射到透镜第二个面。光线由于没有其它物体撞击,ZEMAX只画出一小段距离并终止追迹。 

 

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 现在点击Source Ray物体,按下Shift+方向左或右键头选中整行,Ctrl+C复制物体,再点击任一栏使它不再被选中,按下Ctrl+V复制物体成为一个新物体。现在我们有两个同样的光源,修改其中一个光源参数如下:

Z position: 2.0

Tilt About X: -15.0

Tilt About Y: 180.0

不改变任何其它参数,更新光路图查看改变后的光路。应当看到两个光源分别位于透镜两侧。

  在Layout视图上点右键打开设定对话框,选择“Split Rays”和”Fletch rays”。

这个简单的例子显示出了非序列光线追迹的关键性的优势:

 您不需要告诉光线如何走,光线以它自身光路发射和物体相交。

 当光线撞击到一个折射的物体,它的部分能量被反射部分能量透射。ZEMAX可以考虑反射能量并生成子光线,这些子光线以自身光路继续传输下去,再产生自己的子光线等等。

 除了部分反射和部分折射,光线也可以在物体表面或内部发生散射(物体内部称为体散射以区分表面散射)。

  光源,物体和探测器放置在一个全局坐标系统中,可以单独设置位置和倾斜。另外,如果有要求,可以使一个物体参考于另一物体,这个将在之后讨论。 

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 由于光线可以被分裂进入透射,反射和散射元件,每个光线分裂后将包含越来越少的能量。我们需要设置一些限制来追迹光线避免ZEMAX无限追迹下去。在General对话框的Non-Sequential标签下: 

 

尝试改变这个参数观察对产生子光线数的影响。例如设置10-2得到很少光线,10-12得到很多光线。 

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