2022年zemax公差教程 .pdf

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1、一. 设定 Tolerance Data 1. 一般情况我们可以利用Zemax 的 Default Tolerances 进行设置，在Tolerance Data Editor 中 Tools 菜单下有Default Tolerances 选项。弹出如下对话框: 在此对话框可以对各面的R 值， TC, 偏心 (Decenter),倾斜 (Titlt),不规则度 (Irregularity) 及材质的公差进行设定。各项意义如下：Surface Tolerances 一列adius.(半径公差 ) ， 它可以使用一个具体的量(Millmeters 此为 Lens Unit)作为限制，也可使用干涉条

2、纹数(Fringes)做为限制。Thickness(中心厚度 ), 它以当前ZemaxFile 中的 Lens Unit 做为单位。Decenter X/Decenter Y 偏心公差差Tilt X/Tilt Y 面的倾角S + A Irreg Spherical and Astigmatism 不规则度 (仅对于 Standard Surface Type) Zern Irreg 泽尔尼克不规则度(Zernike Irregularity) Index 玻璃材质折射率Abbe 玻璃材质色散系数Element Tolerances 一列名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - -

3、- - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 只有 Decenter 及 Tilt 的设定，其意义同上，但与Surface Tolerances 的区别是它将应用一个元件而不是一个光学表面。Start At Row 设定由 Default Tolerances 在 Tolerances Data Editor 中的启始行。Use Focus Comp (使用后焦补偿) 如果确认（打勾），则在Tolerances Data Editor 中第一行会出一项有关Compensator（补偿

4、）的设定。2. 其它功能在 Tolerance Data Editor 的 Tools 菜单中还有如下功能：Loosen 2x 将现有各项Operands 的 Min 及 Max 值放大一倍Tighten 2x 将现有各项Operands 的 Min 及 Max 值缩小一倍Sort by Surface 将现有各项Operands 以 Surface number 排序 ( 递增 ) Sort by Type 将现有各项Operands 以其类型排序( 递增 ) Save 将现有的 Tolerance Data 存入一个文件Load 从现有的Tolerance Data 文件中导入相应数据二.

5、 执行 Tolerancing在 Zemax 的 Tools 菜单下选取Tolerancing,执行公差计算。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - Zemax 将弹出另一对话框：对此对话框说明如下：Fast Tolerance Mode: 此项仅对近轴后焦偏差视为补偿器(Compensator) 时有效。即在 Tolerances Data Editor 中存在一行有关后焦的补偿器设定。在 Default Tolera

6、nce 中选中 Use Focus Comp 就可以生成此补偿器的设定。此模式比一般模式（没有选中此项）的运算模式快50 倍。Criteria: 准数， 标准 其中的选项类似于Merit Function 中的 Operands,各项意义为：RMS Spot Radius RMS Spot X RMS Spot Y RMS Wavefront erit Function Gemo. MTF Avg Gemo. MTF Tan Gemo. MTF Sag Diff. MTF Avg Diff. MTF Tan 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - -

7、- - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - Diff. MTF Sag Boresight Error User Script 前 12 项为具体的像质评质函数,包括点大小、Merit Function 值、几何MTF 、Diffraction MTF值。 其中对于没有趋近衍射极限的系统应首选前三项，即 RMS Spot Size。而对于趋近于衍射极限的系统则最好选择MTF 。Mode 公差计算模式主要包括Sensitivity（像质响应度也可理解为灵敏度，以公差范围为计算基础）及Inverse Sensit

8、ivity（像质评价此为上一模式为反操作，即以像质评质作为计算基础）两种模式。其主要区别在于前者由用户在Tolerance Data Editor 中指定的公差范围作为运算基础，求出各项在最小值及最大值的状况下其像质特性(Performance)。后者则依据用户在Max Criteria 中设定的最大（像质）标准的前提下，求出各项 (Operand)的允许公差范围。简而言之，前者由公差推导出像质的变化，后者由从期望的像质变化范围得出公差范围。Fields: Zemax 提供三个选项，其意义分别为：Y-Symmetric(Y 轴对称 ),Zeamx 将以 Y 轴 1.0,0.7,0,-0.7,-

9、1 五个视场计算 XY-Symmetric(XY 轴对称 ), 除上 Y-Symmetric 中五个选项参与运算外，另有X 轴上 .0,0.7,-0.7,- 1.0 四个视场参与运算，即共有九个视场。User Defined:用户定义，Zemax 将直接使用当前Lens 的 Fields 定义进行计算。MTF Frequency:如果在您在Criteria 中选择了 MTF 的设定，就需要在此处指定MTF 所针对的频率。Cycles：指出在计算过程对补偿器(Compensator)优化次数。 默认为 Auto,Zemax 对Compensator 优化次数取决于Compensator 的收敛

10、(Converge)程度。用户也可以自定义优化次数。Sampling:计算公差函数(Tolerance Merit Function 即 Tolerance Data Editor 中Operands 构成 )时使用的描光光线数。计算精度与其成正比。其实际描光光线数视在Criteria 中选项而有所不同。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - Statistics: ( 统计方法 ), 主要有高斯正态分布(Normal

11、distribution),非正态分布(Uniform)或抛物线分布（Parabolic）。此方法主要用于公差汇总(Summary Report)时 Monte Carlo 分析。Monte Carlo: （统计试验的利用随机抽样和其他统计方法得出数学或物理问题答案的解题方法）设定将执行onte Carlo 模拟的次数。具体的解释详见中 Monte Carlo Analysis 部分。Save MC Runs:指定在计算过程对于中间过程的存储文件数。最大为20 个文件。Zemax在进行公差计算时，会动态改变Zemax 文件中的参数，以作判定，计算前会存储原始文件，待计算结束时恢复回来。而在计算

12、过程中Zemax 文件也会不断改变，此时用户便可选择对中间过程进行存储，并以MC_T00XX.zmx 的形式存储。Configuration #: 此项目针对Multi_Configuration 系统计算公差选择相应的配置Configuration. Show worst:选择在 Report 中显示的Worst Offenders 的数目。 Worst Offenders 为一顺序列表。在Report 中一般形如如果 Changes 为表示此公差对整体的像质没有影响，相应数字表示其对整体像质的影响状况。 Worst Offenders 以 Changes 值以递减顺序排列。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -