Zemax问题集完整编辑版

### Zemax问题集知识点解析 #### 一、系统参数 (System) **知识点1：Lambertian Scattering 参数设置** Lambertian scattering 参数用于模拟光线在非理想表面的散射行为。在Zemax中，要设置Lambertian scattering 参数，首先需要进入“Spot Diagram Setting”对话框，并勾选“Scatter Rays”。接着，对于旧版本的Zemax软件，可能还需要进行额外的设置以确保正确的散射模拟。 - **步骤详解**： 1. 在Spot Diagram Setting对话框中勾选Scatter Rays。 2. 根据具体版本的不同，可能还需要调整其他设置。 3. 设置完成后，可以查看散射效果。 **知识点2：将均匀点光源改为高斯分布点光源** 在光学设计中，常常需要模拟具有不同能量分布特性的光源。将均匀点光源改为高斯分布点光源可以通过Zemax的“System -> General”标签下的“Apodization Type”选项实现。 - **步骤详解**： 1. 进入“System -> General”中的“Aperture”标签页。 2. 在“Apodization Type”的下拉菜单中选择“Gaussian”。 3. 设置合适的“Apodization Factor”，该值通常介于1至4之间。 4. 参考样例文件Samples\Sequential\Interconnects\Ballcoupling.ZMX以获取更多信息。 **知识点3：将点光源更改为面光源** 在光学设计中，有时需要将点光源更改为具有一定面积的面光源，以更准确地模拟实际光源情况。在Zemax中，可以通过更改“System -> General”标签下的相关设置来实现这一目标。 - **步骤详解**： 1. 进入“System -> General”中的“Aperture”标签页。 2. 将“Aperture Type”由“Object Space NA”改为“Entrance Pupil Diameter”。 3. 在“Aperture Value”中输入所需直径（例如0.02mm）。 4. 将“OBJ”的“Thickness”设置为“Infinity”，表示光源位置为无穷远处。 **知识点4：改变NA值** NA（数值孔径）是衡量光学系统收集光线能力的重要指标之一。在Zemax中调整NA值需要考虑当前系统的激光偏角以及相关的设置。 - **步骤详解**： 1. 确保当前使用的激光偏角与NA值相匹配。 2. 在“System -> General”标签页中的“Aperture Value”处输入计算得出的NA值。 3. 如果光线能正常通过透镜，则通常不需要进一步调整其他设置。 **知识点5：解决光线追踪错误** 在使用Zemax进行光线追踪时，可能会遇到光线未正确打到孔径光阑的情况。这种情况通常是由于光阑位置设置不当造成的。 - **解决方法**： 1. 避免将光阑设在Coordinate Break表面之后。 2. 在Coordinate Break表面之前插入一个哑表面，并将光阑设置在这个表面上。 3. 检查并调整“System -> General”对话框中的“Ray Aiming”模式。 **知识点6：设罝远心系统** 远心系统是一种特殊的光学配置，主要用于提高成像质量或测量精度。在Zemax中设置远心系统需要遵循特定的步骤。 - **步骤详解**： 1. 设罝“Surface Parameters”。 2. 设罝物体高度分别为5、0、-5。 3. 设罝光源NA为0.1，并启用“Telecentric Object Space”选项。 4. 启用2D图表以查看结果。 **知识点7：红外线材料的折射率查询** 在Zemax的“Glass Catalog”中查询红外线波段材料（如硅、锗）的折射率时，可能会发现没有显示具体的折射率值。这是因为Zemax默认使用d线（波长为0.587微米）作为参考值，而这些材料通常不在可见光范围内。 - **解决方法**： 1. 设罝所需的波段范围。 2. 在“Glass”栏中输入所需的材料名称（例如“SILICON”）。 3. 按下Ctrl+Z键，Zemax会根据所使用的公式和当前波长计算出折射率。 **知识点8：设置OBJ表面上的半高值** 在Zemax中，通常不直接在OBJ表面上设置半高值，而是通过场点定义对话框来设定物体的高度。 - **操作步骤**： 1. 进入场点定义对话框。 2. 设置所需的物高。 3. 完成设置后，可以进一步调整以满足具体需求。