作者：髙瑀含 博士 毕业于长春理工大学，现工作于中国科学院半导体研究所。 

引言

笔者曾在南京光科信息技术有限公司的官方网站发表过技术文章“ZEMAX中离轴三反系统的设计及应用”。该文利用ZPL宏语言，完成离轴三反系统结构参数的设计，并介绍了离轴量的设置。

事后，笔者将该ZPL程序升级，利用修改后的程序设计离轴三反系统，可以直接设置偏心量并计算孔径大小，同时自动计算非球面系数。下面将离轴三反系统设计的新方法与各位光学同仁一起分享。

 升级后的源代码，请和我们联系获取。

系统参数为：

a1=0.33，a2=-0.5，b1=-2，b2=3，f=2000，D=120，主镜离轴量为125。

具体操作如下：

1）插入至少4个面，在三个反射面注释栏里分别填写：“m1、m2和m3”。

并设置离轴量。如图1所示： 

图1 初始结构参数

 注意：初始结构参数仅设置了离轴量的大小。除此之外，并未对透镜编辑器做任何设置 

2）直接运行ZPL。运行结果如图2~4所示：

其中，图2是系统结构参数图。

由图2可知，运行升级版的ZPL后，不但能自动计算系统的曲率半径和间距，还可以自动计算非球面系数，添加材料的类型，并自动设置孔径类型。

（注：设置孔径类型后，面的序号后面出现*，如蓝框所示）。

图3是系统结构图。由图3可知，系统实现离轴设置，并自动设置孔径大小。

图4是系统MTF曲线。由图4可知，由于离轴的影响。系统的MTF并不理想。只需对系统的非球面系数稍作优化，即可达到衍射极限

优化后的MTF曲线如图5所示，此时非球面系数分别为：-0.833、-5.95和-1.08。 

图2 系统结构参数 

图3 系统结构图 

图4 系统MTF曲线 

图5 优化后系统MTF曲线 

 本文利用ZPL的强大功能，完成了离轴三反系统的初始结构设计、材料添加、非球面系数的计算以及偏心量和孔径的设置等功能。

ZPL是对ZEMAX优化功能的有效扩展和延伸，读者可以根据自己的要求，编写适当的ZPL语言，使设计过程大大简化。 

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