Zemax軟件在光學設(shè)計

1、Zemax在光學設(shè)計中的應(yīng)用曾維友主要參考書目：主要參考書目： 光學設(shè)計光學設(shè)計袁旭滄，科學出版社袁旭滄，科學出版社 實用光學技術(shù)手冊實用光學技術(shù)手冊王之江，機械工業(yè)出版社王之江，機械工業(yè)出版社 ZEMAX中文使用手冊中文使用手冊光研科學有限公司光研科學有限公司講解內(nèi)容提要： 常用光學設(shè)計軟件簡介 ZEMAX用戶界面 光學系統(tǒng)的建立舉例 基本像差分析及像質(zhì)評價 坐標斷點 溫度分析、多重結(jié)構(gòu)、無熱設(shè)計 樣板測試及公差分析一.光學設(shè)計軟件簡介 成像光學設(shè)計：Code V、OSLO、Zemax、 SIGMA、 LensView、SOD88、CIOES(長光) 照明光學設(shè)計：ASAP、TracePro

2、、LightTool、ProSource、ODIS(浙大) 光學薄膜設(shè)計：TFCalc 激光腔體設(shè)計：LASCAD 光電器件設(shè)計：OPTISYS_DESIGN 、 BPM_CAD 、OPTIAMP_DESIGN 、FIBER_CAD 、HS_DESIGN 、FDTD_CAD 、WDM_Phasar 、 IFO_GRATINGS Code V 美國Optical Research Associates推出的大型光學設(shè)計軟件 適用于各種序列及非序列光學系統(tǒng)，廣泛用于照相系統(tǒng)、光譜儀器、空間光學系統(tǒng)、激光掃描系統(tǒng)、全息平顯系統(tǒng)、紅外成像系統(tǒng)、紫外光刻系統(tǒng)等等 Code V為用戶提供了各種可能用到的像

3、質(zhì)分析手段，能夠分析優(yōu)化各種非對稱非常規(guī)復(fù) 雜光學系統(tǒng) Code V自帶的專利庫包含了多種鏡頭，可供用戶在初始設(shè)計時選擇 可以與多種機械CAD軟件交換數(shù)據(jù)，可以輸出多種標準加工圖紙 有外部程序接口，用戶可以用它根據(jù)需要對 軟件進行擴充和修改 成像領(lǐng)域中功能最強大，價格最高OSLO 用于照相機、通訊系統(tǒng)、軍事空間應(yīng)用、科學儀器中的光學系統(tǒng)設(shè)計，在確定光學系統(tǒng)中光學元件的最佳大小及外形時具有突出優(yōu)勢 適用于序列及非序列系統(tǒng) 優(yōu)點是以設(shè)計者為導(dǎo)向的設(shè)計風格，用戶界面直觀；功能強大精度高 靈活性強，其提供的CCL語言相對于其它光學軟件更靈活ZEMAX Zemax是美國zemax公司設(shè)計的專用光學設(shè)計軟

4、件包 可實現(xiàn)序列和非序列分析 用于光學組件設(shè)計及照明系統(tǒng)的照度分析，也可建立反射、折射、繞射等光學模型 分析：提供多功能的分析圖形，對話窗式的參數(shù)選擇，方便分析，且可將分析圖形存成圖文件，例如：*.BMP, *.JPG等，也可存成文字文件*.txt 優(yōu)化：表欄式merit function參數(shù)輸入，對話窗式預(yù)設(shè)merit function參數(shù)，方便使用者定義，且多種優(yōu)化方式供使用者使用 公差分析：表欄式Tolerance參數(shù)輸入和對話窗式預(yù)設(shè)Tolerance參數(shù)，方便使用者定義 報表輸出：多種圖形報表輸出，可將結(jié)果存成圖文件及文字文件 功能不及Code V、OSLO，但其簡單易學，價格便宜，

5、在國內(nèi)用得比較廣泛SOD88 北理工研究的光學設(shè)計軟件，適用于共軸光學系統(tǒng)，系統(tǒng)可以是折、反或折反系統(tǒng)，系統(tǒng)中的面型可以是球面也可為非球面 主要功能：幾何像差計算和圖形輸出；像差自動校正；公差計算；變焦系統(tǒng)設(shè)計等 總體上來說其功能和迭代收斂速度不及前述幾種軟件，但其價格便宜，還是值得推廣LensView 光學設(shè)計數(shù)據(jù)庫，囊括超過18,000個在美國和日本專利局申請有案的多樣化的光學設(shè)計實例 能顯示每一實例的空間位置，擁有設(shè)計者完整的信息、摘要等多種功能 能產(chǎn)生各式各樣的像差圖，做透鏡的快速診斷，繪出這個設(shè)計的剖面圖 用該軟件為設(shè)計者尋找恰當?shù)某跏冀Y(jié)構(gòu)，便于快速的設(shè)計出符合技術(shù)指標的系統(tǒng)ASAP

6、 功能強大，已成為工業(yè)界標準的光學設(shè)計軟件 用于仿真汽車車燈光學系統(tǒng)、生物光學系統(tǒng)、相干光學系統(tǒng)、屏幕展示系統(tǒng)、光學成像系統(tǒng)、光導(dǎo)管系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及醫(yī)學儀器 是一個聯(lián)結(jié)了幾何光學和物理光學的全方位3D光學及機械系統(tǒng)的模型建立軟件 可處理各種光學仿真分析，包括散射效應(yīng)、衍射效應(yīng)、反射效應(yīng)、折射效應(yīng)、光吸收效應(yīng)、偏極光效應(yīng)和高斯光速傳導(dǎo)之模擬分析 TracePro 普遍用于照明系統(tǒng)、光學分析、輻射分析及光度分析的光線仿真軟件 應(yīng)用領(lǐng)域：照明、導(dǎo)光管、薄膜光學、光機設(shè)計、雜散光分析、激光泵浦、背光模組、投影系統(tǒng)、汽車照明系統(tǒng)等等 處理復(fù)雜幾何的能力，以定義和跟蹤數(shù)百萬條光線 圖形顯示、可視化操作、提

7、供3D實體模型 可以導(dǎo)出主流CAD軟件和鏡頭設(shè)計軟件的數(shù)據(jù)格式LightTool 美國ORA公司研發(fā)的三維照明仿真軟件 光機一體化設(shè)計：光學和機械元件的形狀的描述可通過軟件提供的基本實體模型實現(xiàn)。遮光罩、鏡筒和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)計將得益于這種光機一體的考慮方法和非順序光線追跡提供的大量信息 復(fù)雜光路設(shè)置 ： LightTools使多光路或折疊光路系統(tǒng)、帶有棱鏡或復(fù)雜曲面的系統(tǒng)的光路設(shè)置和視覺建模驗證變得簡潔。有了LightTools，設(shè)計人員完全可以摒棄過去為了簡化問題而采用的一些傳統(tǒng)技巧，如符號規(guī)則、用多通道定義模擬變焦功能、把反射鏡和棱鏡展開成平板、略去非光學面和機械結(jié)構(gòu)的影響、人為簡化光瞳形狀

8、，等等 雜光分析：非序列光線追跡功能可以直觀地描述在系統(tǒng)中任意表面上或介質(zhì)中發(fā)生的任何光學現(xiàn)象，如折射、反射、全反射、散射、多級衍射、振幅分割、光能損耗、材料吸收等，并根據(jù)需要自動實時衍生出多路光路分支。 照明系統(tǒng)設(shè)計分析：LightTools中可以精確地定義各種實際光源（如發(fā)光二極管、白熾燈、弧光 燈、鹵素燈等）的形狀和發(fā)光特性，其計算結(jié)果與實際測量結(jié)果精確吻合。對非人眼接收的照明系統(tǒng)，可以把結(jié)果轉(zhuǎn)換成輻射度單位。計算結(jié)果的輸出形式可以是二維線圖、等高線圖、灰度 圖、偽彩色圖或三維分布圖。 應(yīng)用實例：投影系統(tǒng)、平板顯示器、儀表盤照明、內(nèi)窺鏡照明、報警燈、汽車前燈、車廂內(nèi)部照明、指示牌照明等等

9、 TFCalc TFCalc是一個著名的光學薄膜設(shè)計軟件，用于設(shè)計和加工光學薄膜鍍膜 許多光學元件需要多層膜系設(shè)計，如棱鏡、顯示器、眼鏡片等。為了控制從X射線到遠紅外線的波長范圍內(nèi)的光的反射和透射，光學薄膜取決于它需要如何控制光的干涉和吸收，TFCalc讓您輕松的設(shè)計出您的光學系統(tǒng)中光學元件所需的薄膜層 LASCAD LASCAD用于激光腔體的設(shè)計，德國研發(fā) 可分析溫度和光學部件對固態(tài)激光的影響 LASCAD提供了介于熱學和光學之間的復(fù)雜的多物理系統(tǒng)交互分析，這種分析用于被稱之為熱透鏡效應(yīng)的固態(tài)光學器件。這種效應(yīng)的建模和它對光質(zhì)量的影響以及裝置和穩(wěn)定性和光效率等對于激光共鳴器的分析和最優(yōu)化是十

10、分必要的OPTISYS_DESIGN 光通信系統(tǒng)仿真軟件包，用于在大部分光網(wǎng)絡(luò)物理層上絕大多數(shù)的光連接形式的設(shè)計、測試和優(yōu)化 實現(xiàn)了強大的仿真環(huán)境和對與系統(tǒng)以及器件之間的層次等級的真實界定OPTIAMP_DESIGN 用于EDFA工程師估計從光器件搭配優(yōu)化到系統(tǒng)互聯(lián)和功率損耗的各個應(yīng)用方面 應(yīng)用：用于單信道或WDM網(wǎng)絡(luò)的單一或多重放大器；反射的、分離信道區(qū)間、雙向和增益帶門限的放大器；環(huán)狀線性光纖放大器；寬帶光源 BPM_CAD：一種強大的，界面友好，應(yīng)用于各種集成器件和光纖導(dǎo)波計算的計算機輔助設(shè)計軟件包。 IFO_GRATINGS：用于帶有光柵的集成或光纖器件建模的強大而界面友好的設(shè)計軟件。

11、許多遠程通信和傳感器的運轉(zhuǎn)都是利用光柵來調(diào)節(jié)光導(dǎo)模式之間的耦合。客戶只須簡單的選擇其中一項即可設(shè)定器件參數(shù)。 FIBER_CAD：為設(shè)計或使用光纖、光器件和光通信系統(tǒng)的工程師、科學家和學生們推出的，此軟件包通用、強大，通過融合光纖色散、損耗和偏振模色散（PMD）各個模型計算所得的數(shù)值解來解決光纖模式傳輸問題 HS_DESIGN：通過基于物理層對異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)電學光學的特 性仿真來協(xié)助半導(dǎo)體光器件的設(shè)計 FDTD_CAD：用于高級有源和無源光器件的計算機輔助設(shè)計 WDM_Phasar：提供了強大的針對基于AWG的光復(fù)用分用和路由器件的設(shè)計和建模工具。優(yōu)越的圖形用戶界面 （GUI），其作為核心的能用鼠

12、標控制的布局設(shè)計器包含有一整套波導(dǎo)陣列模板以便最大限度的輔助設(shè)計 二. ZEMAX概述ZEMAX能做什么？ZEMAX是一個程序，它能夠建模、分析以及輔助設(shè)計光學系統(tǒng)ZEMAX不能做什么？ZEMAX只是一個工具，它不能教會你如何設(shè)計鏡頭和光學系統(tǒng)，使用工具的你才是設(shè)計師；ZEMAX不能取代工程實踐，設(shè)計師的責任是檢查ZEMAX模擬結(jié)果的合理性與可行性ZEMAX是什么？ZEMAX是用光線追跡的方法模擬折射、反射和衍射的序列及非序列光學系統(tǒng)的透鏡設(shè)計程序。ZEMAX用“面”的概念模擬序列光線追跡，用“組件”或“物體”的概念模擬非序列光線追跡。序列和非序列光線追跡有著本質(zhì)的區(qū)別，ZEMAX中可以使用三

13、種光線追跡方式： (1)純序列模式用于傳統(tǒng)透鏡及多數(shù)成像系統(tǒng)設(shè)計 (2)混合模式適于系統(tǒng)中有重要的序列端口和一些非序列元件 (如 棱鏡、管道等)(3)純非序列模式 適于照明、散射、雜散光分析以及不需要端口的模型 序列光線追跡是指：光線從物面發(fā)出(通常是0面)，然后順序地通過第一面、第二面，直到像面為止。因此光線是可逆的。 非序列光線追跡光線按實際中傳輸過程向前傳輸，一條光線可能因折射、反射、散射、衍射變?yōu)槎鄺l光線SamplesNon-sequentialRay splittingBeam splitter.zmx ZEMAX在設(shè)計中考慮及忽略的是什么？ZEMAX中考慮的是：精確的光程；反射和折

14、射；光程差和相位；像差和圖像形態(tài)；偏振；薄膜的透過率和吸收率；散射；靜態(tài)分光ZEMAX中忽略的是：透鏡邊緣的衍射（用物理光學計算除外）三ZEMAX的用戶界面ZEMAX是Windows平臺上的視窗式用戶界面，視窗的操作習慣與Windows平臺相同，快捷鍵風格也與Windows相同3.1 ZEMAX的視窗類型 ZEMAX主要有五種視窗： 主視窗(The main Window) 主視窗是執(zhí)行ZEMAX任務(wù)的控制中心，它包含了菜單欄、工具欄、標題欄等 編輯視窗(Editor Window)ZEMAX中具有六種不同的編輯器：鏡頭數(shù)據(jù)編輯器(Lens Data Editor)、評價函數(shù)編輯器(Merit

15、 Function Editor)、多重結(jié)構(gòu)編輯器(Multi-configuration Editor)、公差數(shù)據(jù)編輯器(Tolerance Data Editor)、用于補充光學面數(shù)據(jù)的附加數(shù)據(jù)編輯器(Extra Data Editor)、無序元件編輯器(Non-Sequential Components Editor) 圖形視窗(Graphic Windows)主要有設(shè)計草圖(Layout)、光線扇形圖(Ray fans)、調(diào)制傳遞函數(shù)圖(MTF Plots)、點列圖(Spot Diagrams)等。 文本視窗(Text Windows)文本視窗用于顯示文字資料，如詳細數(shù)據(jù)、象差數(shù)據(jù)等

16、對話框(Diglogs)對話框是一種固定大小的跳出視窗(即不能用鼠標拖動變大或變小)。主要用于定義或更新視場(Fields)、波長（Wavelengths）、孔徑（Apertures）、面型（Surface types）等3.2 主視窗的操作主視窗是ZEMAX打開后的彈出窗口，頂部有標題欄、菜單欄、快捷按鈕，底部狀態(tài)欄中有當前鏡頭的焦距（EFFL）、F數(shù)（WFNO）、入瞳直徑（ENPD）、總長（TOTR）。標題欄菜單欄工具欄信息區(qū)主視窗中快捷按鈕和狀態(tài)欄內(nèi)容可以由用戶重新定義。菜單欄有： 文件（File）：用于鏡頭文件的打開(Open)、新建(New)、存儲(Save)、重命名(Save as

17、)等，其中Use Session Files(使用場景文件)在打開一個新文件時，新的窗口會在其原始位置打開；Preferences允許用戶設(shè)置窗口中文字大小，快捷鍵，狀態(tài)欄內(nèi)容等等； 編輯器（Editors）：是ZEMAX中所有編輯器打開或喚醒的匯總。通過該菜單可打開或喚醒Lens data editor、Merit function editor等。 系統(tǒng)（System）：用于更新或定義光學系統(tǒng)的光學特性數(shù)據(jù)，如相對孔徑、視場與工作波長范圍等等 分析（Analysis）：是ZEMAX中重要菜單之一，是象質(zhì)評價與分析的主要工具。 工具（Tools）：也是ZEMAX的重要菜單之一，用于鏡頭的優(yōu)化

18、、玻璃庫的管理、公差分析、樣板測試等等 報告（Report）：用于形成鏡頭設(shè)計結(jié)果的報告 宏編程（Micros）：用于執(zhí)行已編譯的宏程序。宏程序可以提取光線追跡數(shù)據(jù)、象質(zhì)指標等，也可以定義新的優(yōu)化設(shè)計用操作符等，執(zhí)行時，宏程序作用的對象，是當前的鏡頭系統(tǒng) 外部程序接口(Extensions)：在ZEMAX環(huán)境中，使用該接口，可以執(zhí)行外部擴展名為*.EXE的執(zhí)行程序，用于與ZEMAX交換數(shù)據(jù)，或ZPL宏不能完成的功能。外部程序可以用C語言等編程工具完成。 視窗(Windows)與幫助(Help)四. 光學系統(tǒng)建立舉例4.1 設(shè)計要求 擬設(shè)計光學系統(tǒng)具有：0150,220 ,5Dfmmf 視場角物

19、距為無限遠4.2 分析： 設(shè)計要求給出了系統(tǒng)焦距(50mm)，視場角，相對孔徑，無其它特殊要求 初始結(jié)構(gòu)確定：(1)用單透鏡結(jié)構(gòu)，并設(shè)光闌面與透鏡第一面重合，因此系統(tǒng)需要四個面(物面、透鏡前后面、像面)。(2)設(shè)透鏡為雙凸透鏡，且兩個曲率半徑大小相等，則曲率半徑可由： 算出。代入設(shè)計要求，選透鏡材料為BK7( )，則半徑為51.68，取透鏡厚度為6mm，則初始結(jié)構(gòu)在ZEMAX中的數(shù)據(jù)為：2(1)FRnf 1.5168,64.1673ddn其它光學特性參數(shù)的輸入方法 General 輸入相對孔徑General功能可以由“SystemGeneral”選取，也可以由桌面上“Gen”快捷鍵來打開，打開

20、后的General對話框如下圖所示。General對話框中，具有Aperture、Glass Catalog、Misc.等等選項。相對孔徑的定義在Aperture中完成。下面對一些常用選項作一些說明。Aperture中：Aperture type用于定義相對孔徑，即軸上物點光束大小。定義的種類有：（1）Entrance Pupil Diameter（入瞳直徑）當物體位于無限遠時，可以選擇它來定義相對孔徑（2）Image Space F/#（像方F數(shù)）物體無論位于無限遠，還是有限遠，都可以用像方F數(shù)定義相對孔徑，定義為：f/# =EFL / EPD=EFL / (2y)（3）Paraxial W

21、orking F/#（近軸工作數(shù)）定義為f/# =1 / (2tanU)FUUy只有當物在無限遠時，像方F數(shù)才與近軸F數(shù)相等另外，在系統(tǒng)中還有一個Working F/#(工作數(shù))，定義為f/# =1 / (2sinU)，從定義可看出三個“數(shù)”之間的差別。（4）Object Space NA（物方數(shù)值孔徑）當物位于有限遠時，可用之定義相對孔徑，其含義為NA=nSin()，n為物方介質(zhì)折射率，為高斯邊緣光線孔徑角。（5）Float by stop size（由光闌大小決定）這是定義軸上物點光束孔徑的另一種方法，即由LDE中STOP面的“Smi-diameter”大小來決定，此時LDE中STOP的半

22、寬右邊顯示“U”，表示Stop Surface的孔徑被固定。（6）Object Cone Angle（物方錐角）當物體位于有限遠時，可用軸上物點發(fā)出的邊緣光線來定義光束孔，其值為物空間邊緣光線的半角，單位度，可大于90度UGeneral對話框中其他功能(1)Apodization Type(定義光瞳上光強分布)選項：Uniform表示光瞳被均勻照明；Gaussian表示光瞳上光振幅擾動為高斯型，即： ；Cosin cubed表示光瞳上光分布為余弦型(2)Glass Catalogs(玻璃庫)ZEMAX提供了德國Schott、日本Hoya、美國Corning等玻璃生產(chǎn)廠商的玻璃庫，還有紅外、塑料

23、材料（PMMA）、雙折射材料等內(nèi)建玻璃庫。2. Fields對話框中定義視場通過SystemFields可以打開視場定義對話框，該對話框中首先給出了視場種類定義的四個選項：角度（視場角）、物高、近軸像高、實際像高；接著給出了最多為12的視場序號，即最多可定義12個視場，X-Field與Y-Field同時選用時，適用于非旋轉(zhuǎn)對稱光學系統(tǒng)，對于旋轉(zhuǎn)對稱系統(tǒng)，一般僅在Y-Field欄中輸入數(shù)據(jù)，定義子午面內(nèi)的視場。Weight用于定義各個視場的權(quán)重。對于大視場光學系統(tǒng)，要考慮漸暈現(xiàn)象，由漸暈系數(shù)描述。3. Wavelengths定義鏡頭工作波長 2GAe通過SystemWavelengths打開波長

24、對話框，可以定義最多24個波長，波長單位為微米。典型波長的數(shù)據(jù)已經(jīng)存儲在對話框中，可以用Select選用。其中“Primary”定義的是主波長，用來考慮鏡頭系統(tǒng)的單色像差。4. 本例中的光學特性數(shù)據(jù)輸入方法（1）定義像方工作數(shù)(Image Space F/#)為5，選擇System General Aperture Image Space F/#，在Aper Value中輸入5；（2）定義半視場0、7.07、10，選擇System Fields 在對話框中，選用1、2、3視場序號，輸入Y-Field分別為0、7.07、10，不定義權(quán)重與漸暈因子等。對場點選擇的原則：（3）定義波長。（4）定義物

25、距。參數(shù)定義完后有效焦距并不等于50mm，這主要是由于透鏡的厚度在ZEMAX中被考慮進去了，可以通過優(yōu)化設(shè)計保證焦距達到要求。另外，焦點位置還沒有確定，可用求解的方法確定，右擊面2的Thickness Marginal Ray Height OK1210,.,111nfullfieldfullfieldfullfieldnnn在焦點位置，邊緣光線的高度為0；對于近軸區(qū)域，光瞳高度對焦點位無影響，因此取0。取其它值時表示實際光線。五. 基本像差分析及像質(zhì)評價 前面介紹了在ZEMAX中如何輸入一個光學系統(tǒng)，但這只是一個初始結(jié)構(gòu)，其性能如何，要通過ZEMAX的像質(zhì)評價功能對其進行評價。像質(zhì)評價功能貫

26、穿于光學設(shè)計的中間過程與最終設(shè)計環(huán)節(jié)之中。下面我們選取主要的像質(zhì)評價指標，說明這些指標的具體含義。Fans光學中的Fans即光扇圖，是與光學設(shè)計中的子午面和弧矢面的光線結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的。由任一物點發(fā)出的不同孔徑高的光線組分別在子午面內(nèi)和弧矢面內(nèi)形成子午扇形光線與弧矢扇形光線組，由這些扇形光線組描述跟像差有關(guān)的像質(zhì)指標，可統(tǒng)稱為Fans。因此，F(xiàn)ans描述的是子午與弧矢兩個截面內(nèi)的像差曲線圖。Ray Aberration描述幾何像差的垂軸表示法曲線，它為Fields對話框中定義的每一個視場繪 制出像面(XOY平面)上X分量像差(X aberration)和Y分量像差(Y aberration)隨光線

27、孔徑高之間的變化曲線。通常X aberration用EX表示， Y aberration用EY表示，光線孔徑高用PX、PY(歸一化值)表示。其作圖原理見下圖。由Ray aberration圖可以看出幾何像差存在時的綜合彌散情況，還可以看出其他獨立幾何像差的大小，如由原點處曲線的斜率可以反映軸向像差，諸如球差、場曲、離焦的大??；由曲線邊緣孔徑(1.0)處的Y aberration之和，能夠反映彗差的大??；如果工作波長是一光譜段，則非主波長的曲線與EY軸的交點之差反映了垂軸色差的大小，隨著視場的變化，可以看出垂軸色差的變化，等等。Spot Diagrams（幾何點列圖）Ray aberration

28、僅能反映子午、弧矢面內(nèi)光線造成像的彌散情況，點列圖則能反映任一物點發(fā)出充滿入瞳的光錐在像面上的交點彌散情況。點列圖通常以主光線與像面交點為原點進行量化計算點列圖的彌散情況，ZEMAX在此基礎(chǔ)上還給出了以虛擬的“質(zhì)心”、“平均”為原點的量化點列圖。使用點列圖評價像質(zhì)，除了觀看點列圖形狀外，通常還要使用兩個指標，即RMS Radius與GEO Radius，前者表示點列圖中大多數(shù)點的分布范圍，即集中的彌散半徑，后者表示點列圖彌散的實際幾何半徑。由點列圖的圖案及其大小也可以估算獨立幾何像差的大小。僅有離焦像差時的點列圖及光扇圖僅有球差像差時的點列圖及光扇圖彗差像散 MTFMTF是目前使用比較普遍的一

29、種像質(zhì)評價指標，稱為調(diào)制傳遞函數(shù)。曲線橫軸表示像面上的空間頻率，單位為lp/mm，縱軸表示對這些線對分辨的調(diào)制度。低頻部分反映物體輪廓傳遞情形；中頻部分反映光學物體層次傳遞情況；高頻部分反映物體細節(jié)傳遞情況。對于目視系統(tǒng)：MTF0.05；對于攝錄系統(tǒng)：MTF0.15用MTF評價像質(zhì)時要注意：（1）對每一種鏡頭系統(tǒng)，要根據(jù)物面物征、探測器象素與響應(yīng)情況，確定評價時的特征頻率和對比度閾值；（2）查看MTF數(shù)值時，要看多色MTF在每一視場處的子午和弧矢傳函曲線，還要查看每一波長下每一個視場處的子午和弧矢單色傳函曲線；（3）MTF值跟波像差、點列圖一樣，只反映成像清晰度，不反映變形，所以要檢查物像相似

30、程度，還要看畸變曲線。例：35mm照相物鏡的要求：EFL=75mm，F(xiàn)/3，決定合適的視場角，波長F,d,C內(nèi)部光闌，初始結(jié)構(gòu)玻璃用SK4和F2，玻璃最小邊緣/中心厚度：3mm，玻璃最大中心厚度：15mm，空氣間隙最小邊緣/中心厚：0.5mm，最大空氣間隙：100mm。要求：邊緣視場MTF在30lp/mm達50%，在50lp/mm達20%。設(shè)計時我們以SamplesShort coursesc_dblgauss1作為初始結(jié)構(gòu)。在這個結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)的入瞳已經(jīng)滿足要求，EPD=EFFL / F#=75mm/3=25mm，但其視場與波長與我們的要求不同，需要設(shè)定視場：35mm相機的膠片是一個矩形，長寬

31、為36mmx24mm，對角線長43.2mm,設(shè)計時為了保證邊緣的像質(zhì)，像高取得略大一些，如21.7mm，我們用近軸像高定義視場，選四個場點：0、12.6、17.8、21.7，如下圖波長選用F, d, C此時初始結(jié)構(gòu)就定好了，但其像質(zhì)很差，我們需要從這個結(jié)構(gòu)出發(fā)設(shè)計符合要求的結(jié)果。雖然最終結(jié)果是以MTF來評價的，但我們的優(yōu)化可以從默認優(yōu)化函數(shù)開始。構(gòu)建Merit Function(評價函數(shù))，Editors Merit Function，然后選ToolsDefault Merit Function，設(shè)置如下：優(yōu)化設(shè)計過程：RingsArms 點擊OK，得到的評價函數(shù)為：設(shè)置變量：將面1-5，7-

32、10的Radius，以及1-11的Thickness設(shè)為變量。右擊然后選Variable或用快捷鍵Ctrl+Z，結(jié)果如圖： 開始優(yōu)化：ToolsOptimizationOptimization或工具欄中的Opt按鈕一段時間后其Ray aberration及Spot diagrams如下圖，像差仍然存在，而且的MTF沒在達到要求，這時要換另一種優(yōu)化方式優(yōu)化操作的第二步：波前優(yōu)化，設(shè)置如圖 用波前差作為評價標準的評價函數(shù)為：優(yōu)化后可以發(fā)現(xiàn)波前像差下降了2倍此時其MTF的性能如何呢？打開一個幾何MTF（因為其點列圖還沒達到衍射極限，衍射MTF的誤差較大），AnalysisMTFGeometric M

33、TF，然后改變其設(shè)置，選Max Frequency=50，F(xiàn)ield：4其平均響應(yīng)在30lp/mm約為28%，在50lp/mm約為17%，不符設(shè)計要求，還要用MTF進行優(yōu)化在MTF圖中，T表示子午面，S表示弧矢面設(shè)置的MTF優(yōu)化評價函數(shù)，其中GMTA為“平均幾何MTF”操作數(shù)，OPGT為“大于”操作數(shù)優(yōu)化后MTF可以達到要求上述操作是通過ZEMAX內(nèi)建的評價函數(shù)進行優(yōu)化操作的，我們也可以自建評價函數(shù)來校正像差。例：設(shè)計一望遠鏡物鏡，焦距 f=250mm，通光孔徑 D=40mm，視場角2=6，入瞳與物鏡重合，物鏡后棱鏡系統(tǒng)的總厚為150mm。要求：0.1,0.001,0.05mmFCLmm SC

34、L 這里 分別指的是軸向球差、彗差、0.707h的軸向色差，這些在ZEMAX中沒有專門的像差控制操作，需要自已設(shè)置。 由于該設(shè)計的相對孔徑較小，視場不大，因此可以采用簡單的雙膠合物鏡，選擇的初始結(jié)構(gòu)如下：,mmFCLSCL系統(tǒng)入瞳為40mm，視場選0、2.1、3度，波長選F, d, C。其結(jié)構(gòu)如圖，棱鏡已展開。rd玻璃玻璃153.16K9-112.934ZF1-361.6850/150K9/球差控制LTtanTL T由TRAY得到；tan由RAGC ( Py =1.0 ) ACOSTANG得到；L由DIVI比值得到TRAY：Y面內(nèi)（子午面）的垂軸幾何像差；RAGC：全局光線z方向余弦值A(chǔ)COS

35、：反余弦值，控制參數(shù)FLAG=1單位為度，F(xiàn)LAG=0為弧度TANG：正切值正弦差控制sKysK由垂軸幾何像差TRAY（Hy=1.0, Px=1.0）得到；y由PIMH得到；sKSCy 得到PIMH:指定波長在近軸像平面上的近軸像高指定波長在近軸像平面上的近軸像高 控制軸向色差TRAY（wav=1, Py=0.7071);TRAY (wav=3, Py=0.7071);DIVI TRAY(wav=1, Py=0.7071) / tan(wav=2);DIVI TRAY(wav=3, Py=0.7071) / tan(wav=2);DIFF;DIVI：兩個操作數(shù)結(jié)果的商；：兩個操作數(shù)結(jié)果的商；D

36、IFF：兩個操作數(shù)結(jié)果的差；：兩個操作數(shù)結(jié)果的差；PROD：兩個操作數(shù)之積；：兩個操作數(shù)之積；CONS：定義一個常數(shù)：定義一個常數(shù)設(shè)置的控制操作數(shù)如下：將雙膠合透鏡的曲率半徑設(shè)為變量，調(diào)整控制參數(shù)的權(quán)重，為了更好地控制球差，也可加入0.7071h處的控制參數(shù)，通過更換玻璃達到設(shè)計要求 自建評價函數(shù)與默認評價函數(shù)的比較例：自由空間光通信中光學天線的設(shè)計說明：自由空間光通信是一種定向的點對點通信，其中光學天線相當于一物鏡系統(tǒng)，對于接收端光學天線，其光學特點為：入瞳直徑大、具有一定的視場、相對孔徑大、工作波長通常為近紅外，要求結(jié)構(gòu)盡量簡單以增加透過率。像質(zhì)評價時應(yīng)盡量減少彌散團圓，光學分辨率與光電探

37、測器分辨率要匹配；像差校正時，要考慮校正球差、彗差、場曲、像散，還要校正色差。設(shè)計要求 設(shè)計一接收用光學天線，滿足：焦距 f=60mm， D / f=1 / 1.2，視場角2w = 0.1，激光波長：0.85um，激光波長漂移：0.82-0.88um。光學特性特點與像差校正要求根據(jù)設(shè)計要求，該天線屬于一大相對孔徑光學系統(tǒng)，視場與后續(xù)的光纖直徑相當，屬小視場光學系統(tǒng)，可以采用望遠物鏡或照相物鏡形式，工作波長為近紅外，波長帶寬比較小，為保證足夠透過率，天線片數(shù)要少，玻璃可選無色光學玻璃材料。像差校正主要集中在軸上點的單色像差及高級像差，色差估計不大，像質(zhì)評價可以采用彌散圓與MTF指標。初始結(jié)構(gòu)的選

38、擇此處我們選的初始結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：rd玻璃牌號玻璃牌號49.249.5ZK10323.960.428.728.7ZK1074.068.2QK1-184.196.3ZF618.296.338.436.3ZF1-185.89 此例的主要光學特性為：f=59.8，D/ f=1/1.23，物位于無限遠。 以下是輸入?yún)?shù)的具體操作過程：（1）在透鏡數(shù)據(jù)編輯器中輸入上表中的半徑、厚度、玻璃材料數(shù)據(jù)，孔徑光闌放在第1個光學面上，第8面到Image的距離可以取為近軸像距，即用Marginal Ray Height求解，Height和Pupil Zone均為零，表示近軸。（2）設(shè)置孔徑，點Gen圖標，Apertu

39、re Type選Entrance Pupil Diameter，Aperture Value為48。（3）設(shè)置視場：點Fie圖標，在視場輸入對話框中，選擇Angle，在Y-Field框中加入兩個視場 0 和 0.05，權(quán)重均設(shè)為1。（4）設(shè)置波長：點Wav圖標，輸入三個波長0.82、0.85、0.88，同時選擇主波長（Primary）為0.85，權(quán)重均設(shè)為1。到這一步，我們的初始結(jié)構(gòu)就建立完成了。其結(jié)構(gòu)參數(shù)如下圖：初始結(jié)構(gòu)點列圖的大小在177um，光學傳函（MTF）也很差，需要進行優(yōu)化，改善像質(zhì)。優(yōu)化設(shè)計該結(jié)構(gòu)形式可以用做變量的數(shù)據(jù)有：8個曲率半徑，6個空氣間隔，必要時還可以將玻璃作為變量。要

40、校正的像差有6個，即球差、軸向色差、正弦差、高級球差、色球差、高級彗差，同時需控制焦距。由于其可用于變量的參數(shù)個數(shù)比要校正的像差個數(shù)多，因此該系統(tǒng)具有很好的校正像差的能力。先只用先只用8個曲率半徑作為變量個曲率半徑作為變量。（1）使用ZEMAX的缺省評價函數(shù)進行優(yōu)化在Editors Merit Function打開評價函數(shù)編輯器，選用ToolsDefault Merit Function Spot Radius Ring=6，再在第一行前插入5行，第一行輸入EFFL返回焦距值，第二、三行輸入OPLT、OPGT控制焦距范圍；第四行輸入TTHI返回系統(tǒng)總長，第五行輸入OPLT控制系統(tǒng)總長優(yōu)化后得到

41、的點列圖與MTF圖，像質(zhì)已基本符合要求，RMS Radius在7um，MTF在50lp/mm處達45%（2）自建獨立幾何像差評價函數(shù)優(yōu)化如前所述，要校正的像差有6個：球差、軸向色差、正弦差、高級球差、色球差、高級彗差，符號如下：,mFCmsnFCsnLLSCLLSC高級球差的定義：高級彗差的定義：色球差的定義：0.707110.70711(1 )(0 )0.50.5snhhsnhhFCFChFChLLLSCSCSCLLl 評價函數(shù)如下： 優(yōu)化結(jié)果：點圖大小在10um，MTF接近30%。六 坐標斷點、棱鏡的設(shè)計 有時我們設(shè)計的系統(tǒng)要求表面傾斜或偏心，這時我們就需要用到坐標斷點的概念來實現(xiàn)，比如我

42、們要設(shè)計如下的棱鏡轉(zhuǎn)折系統(tǒng)。設(shè)計過程：假定入瞳大小為25mm，位于第一面上，視場及波長用默認值。輸入透鏡的參數(shù)：曲率半徑100，-100；面1厚4mm，面2厚30；玻璃BK7插入面3，該面為棱鏡的第一面，為平面，曲率半徑為INF；厚12.5mm；BK7；由于形狀為方形還需對其進行設(shè)置。在面3的面型(Standard)上右擊，選Aperture Aperture Type Rectangular Aperture X-Half Width/Y-Half Width 12.5將面3的通光口徑類型設(shè)為矩形棱鏡的后表面傾斜了45度，為反射面，因此需要加入坐標斷點。坐標斷點面只對它后面的各面產(chǎn)生作用，為

43、了使棱鏡的后表面傾斜，坐標斷點面應(yīng)加在其前，為第四面。右擊面4的面型，選TypeSurface TypeCoordinate Break坐標斷點面的厚為0，因為它作用于棱鏡的后表面，與棱鏡后表面重合。在面4的Tilt about X輸入-45，表明傾斜45度坐標斷點面后的面5為棱鏡后表面，半徑INF；厚度0；玻璃MIRROR；通光口徑類型與面3類似，只是Y-Half Width設(shè)為17.7為了使光線經(jīng)過面5后發(fā)生90度的轉(zhuǎn)折，需要再加入一個坐標斷點面，序號為6，設(shè)置與面4的設(shè)置類似，只是厚度設(shè)為-12.5(到棱鏡下表面的距離)面7為棱鏡下表面，通光口徑與面3相同。整個設(shè)置如下圖：注意：坐標斷點

44、面通常是成對出現(xiàn)，且其后的厚度及曲率的符號會改變，通常的規(guī)則是奇數(shù)對坐標斷點后的符號改變，偶數(shù)對后的符號不變(相對于沒有坐標斷點時情形)涉及到棱鏡等形狀復(fù)雜的成像系統(tǒng)時，更好的方法是使用混合模式，即將棱鏡等多面體作為非序列元件，用POB文件定義其形狀，這樣更簡潔些。如下面的分光棱鏡：這是上述分光棱鏡的透鏡編輯表，可以看出這里沒有用坐標斷點，而是用的非序列元件七. 溫度分析、多重結(jié)構(gòu)、無熱設(shè)計溫度及壓力的變化會引起玻璃的折射率、曲率半徑、厚度的變化，這些參數(shù)的變化將引起成像質(zhì)量的波動，因此需要對設(shè)計好的結(jié)構(gòu)進行溫度和壓力分析，分析中用到的方法是多重結(jié)構(gòu)，設(shè)計不受溫度影響的結(jié)構(gòu)就是無熱設(shè)計下面以S

45、amplesShort Coursesc_temp1為例說明熱分析過程首先查看一下BK7玻璃的折射率數(shù)據(jù)(Analysis Glass and Gradient Index Dispersion Diagram Text , 選BK7玻璃)標態(tài)下（20，1個大氣壓）BK7在波長0.486um的折射率為1.5223859，注意sc_temp1的EFL為100，且有一個為求解近軸焦點位置的面4先來看看在真空中透鏡有什么變化，選SystemGeneralEnvironment將“Use Temperature, Pressure”選中，注意其默認值是20, 1，此時折射率、后焦點、有效焦距都沒有變化

46、然后將ATM改為0，此時后焦點位置變了，而且EFL下降了約0.1%。這就說明了壓力對透鏡的影響。 再讓我們看看溫度變化的情況，先將壓力設(shè)為1個大氣壓。然后用MCE定義兩種結(jié)構(gòu)，每種結(jié)構(gòu)對應(yīng)一個溫度。有兩種方法實現(xiàn)：方法1：增加第二種結(jié)構(gòu)(Editors Muti-Configuration Edit Insert Config)增加七個操作數(shù)(TEMP、3個CRVT(1, 2, 3)、3個THIC(1, 2, 3)設(shè)置TEMP 1為20，TEMP 2為100對結(jié)構(gòu)2的2-7操作數(shù)增加“Thermal Pick Up”方法2（用Make Thermal）：在MCE Tools Make Sing

47、le Config，先將方法1設(shè)置的結(jié)構(gòu)清除然后選Tools Auto Thermal，將Number of thermal configuration設(shè)為1；Min Temp：100；Max Temp：100假設(shè)透鏡支架為鋁材，其熱膨脹系數(shù)為23.5010-6，在LDE中的面3的TCE中加入23.5用Ctrl+A在兩種之間轉(zhuǎn)換，查看參數(shù)變化情況。EFL、Radii、Thickness都有變化。進行熱性能分析，在分析之前要固定像面，因此將面4刪除。用Ctrl+A查看兩種結(jié)構(gòu)的點圖與光程圖，可以發(fā)現(xiàn)：點圖的RMS在3與11之間變化而OPD在0.5、2波長之間變化無熱設(shè)計方法：（1）重新優(yōu)化透鏡，

48、使其在各個結(jié)構(gòu)之間平衡；（2）用熱膨脹系數(shù)更好的材料；（3）用更好的玻璃（1）重新優(yōu)化設(shè)計打開評價函數(shù)編輯表(F6)，Default MF RMS, wavefront, centroid，不用邊界控制，得到兩個結(jié)構(gòu)的MF，值為0.314。在CONF 1中的DMFS前插入EFFL，Target 100, weight 1，然后在MCE中定義config 1的3個CRVT為變量優(yōu)化，MF下降到0.19，OPD在1個波長，說明溫度的變化已經(jīng)得到了一些平衡。（2）選用膨脹系數(shù)小的材料將面3的TCE設(shè)為變量，優(yōu)化，MF下降到0.059，結(jié)構(gòu)1與結(jié)構(gòu)2的OPD幾乎相同，在半個波長內(nèi)。此時TCE變?yōu)?.5

49、610-6：因此鏡筒用硅(3.5010-6)或復(fù)合材料能得到更好的設(shè)計。（3）使用熱膨脹系數(shù)相近的玻璃用熱膨脹系數(shù)相近的玻璃也可改善熱影響。先將面3的TCE改回23.5，并設(shè)其為不變。在評價函數(shù)中加入兩個GTCE，分別對應(yīng)一種玻璃，用DIFF控制其差值，然后再在MCE的結(jié)構(gòu)1中將玻璃設(shè)為“Substitute”，使用全局優(yōu)化或錘形工具(Hammer)尋找玻璃。八. 樣板測試、公差分析設(shè)計一個光學系統(tǒng)，僅僅滿足所有的性能指標還不算完成了設(shè)計，設(shè)計者還要考慮如何使成本最低，還要考慮所有影響光學系統(tǒng)質(zhì)量的因素。前者要求設(shè)計者盡量使用已有的系統(tǒng)和元件，或者設(shè)計的元件其曲率是工廠現(xiàn)有能力能夠加工的(樣板

50、測試) ；后者要求設(shè)計者進行公差分析。本節(jié)以一個例子來說明。設(shè)計一個定焦數(shù)碼鏡頭，技術(shù)指標如下：鏡頭用13片的玻璃或塑料制作圖像傳感器(CCD)指標像素：640X480，像元：7.4umX7.4um，成像面積：3.55X4.74mm2(對角線長6mm)物鏡定焦，焦距6.0mm，畸變 90% (中心) 85% (邊緣) 51 lp/mm 30% (中心) 25% (邊緣)漸暈：中心相對照度 60 %分析：EFL=6mm，像高y=3mm，因此無限遠入射光線的半視場角為Semi-FOV=arctan( y/ f)=arctan(0.5) =26.5CCD的特征頻率為1/ (2 * 0.0074)=6

51、7.6 lp/mm設(shè)計時從已有專利中選取初始結(jié)構(gòu)(選時f數(shù)取小點而場角取大點)，另命名為MyDigital_1.zmx，其FOV=26.5，F(xiàn)/# = 3.5，EFL=0.95將其焦距縮放到要求的6mm：Tools Miscellaneous Make Focal，填入希望的焦距6。對初始結(jié)構(gòu)進行分析：一般要求(F/#、EFL、像高等)：Reports System Data畸變：Analysis Miscellaneous Field Curv/Dist銳度：Analysis MTF FFT MTF漸暈/照度：Analysis Illumination Relative Illuminati

52、on初步分析該透鏡似乎已經(jīng)很好了，但是觀察一下各個透鏡的大小及厚度，這些透鏡的厚度相對于它們的大小太小了，另外，所有的玻璃都是以模型給出的，還要將其替換為實際玻璃。下面就對其進行優(yōu)化設(shè)計。將各個透鏡的半徑及厚度設(shè)為變量，玻璃設(shè)為替代(此時右邊有S標計)邊界條件控制：Glass：0.9、1.6、0.8 Air：0.1、10、0.025 GCOS：0 GCOS Optimization Hammer Opti注意：使用錘形工具優(yōu)化時要選擇Hammer，如果選項Auto DLS就只是用最小二乘法優(yōu)法，玻璃不能被替換。結(jié)果MyDigital_1_3.zmx對結(jié)果進行分析：F/# =3.5，實際像高：2

53、.93，近軸像高2.99，EFL=5.99998這些都符合要求畸變 Test Plates Test Plate Fitting，其對話框如下：File Name ：用于選擇不同的樣板列表。通常一個文件就是一個廠家提供的半徑樣板Method of Fit：套樣板的方法。(1)Try all Method: 償試下述所有的方法，使用可以產(chǎn)生最小評價函數(shù)的方法(2)Best to Worst：首先用最接近的曲率半徑套樣板，最常用的方法(3)Worst to Best：首先用最不接近的曲率半徑套樣板(4)Long to Short：首先用最大的曲率半徑套樣板(5)Short to Long：首先用最

54、小的曲率半徑套樣板在套樣板過程中，如果與某一半徑最匹配的樣板半徑被替代進來作為實際曲率半徑，則該半徑的可變性被去掉，鏡頭將再次被優(yōu)化，優(yōu)化使用的是當前的評價函數(shù)。我們選用 LIEBMANN.TPD文件作為樣板文件，方法用Try All Method，這樣可以看出不同方法之間的差異，同時也可找出最適宜的方法。套樣板后將產(chǎn)生一個文本，里面記錄了套樣板的順序、樣板ID、新舊半徑值、套樣板后的MF值及其改變量。通常MF值改變越小、最終MF值越小結(jié)果越好。套樣板后要檢查各項指標有無異常，有些半徑可能廠家沒有相應(yīng)的樣板，這時要么自已設(shè)定樣板，要么重新設(shè)計。半徑固定之后，就需要固定玻璃厚度和空氣間隙，原則上

55、是先固定玻璃厚度然后再固定空氣間隙，先固定變化最小的厚度。并且每固定一個厚度都要重新優(yōu)化，MF值不能有顯著的上漲。通常保留一到兩位小數(shù)。結(jié)果為MyDigital_Testplate.zmx。使用的評價函數(shù)及結(jié)果如下：下面看看各種指標：MTF、畸變、相對照度、圈入能量畸變小于1%，MTF滿足要求相對照度大于60%，在一個像素內(nèi)(7.4umx7.4um)，圈入能量大于85%系統(tǒng)參數(shù)：公差分析：沒有公差的系統(tǒng)是無法生產(chǎn)、無法裝配的，因此在做公差分析之前，設(shè)計仍沒有完成。最好的設(shè)計并不是那些完好滿足設(shè)計要求的設(shè)計，而是能夠被裝配裝配成完好滿足設(shè)計要求的設(shè)計。誤差的來源：制造、裝配、材料、環(huán)境因素、設(shè)計

56、中的殘余誤差。由于各種誤差的存在，因此設(shè)計時的技術(shù)指標必須比設(shè)計要求高，要留有足夠的余量公差分析的步驟：1）為鏡頭定義一組適當?shù)墓睿?）修改默認的公差值或加入新值以適合系統(tǒng)的需要；3）添加補償器，并設(shè)定補償器的允許范圍，默認為后焦距；4）選擇適當?shù)脑u價標準，如RMS點圖半徑、波前差、MTF或視軸誤差等；5）選技適當?shù)姆治瞿Ｊ?，敏感分析或反敏感分析?）執(zhí)行公差分析；7）檢驗由公差分析產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，考慮公差平衡。如果需要，修訂公差值并重復(fù)進行分析。常見的公差參數(shù)范圍：操作數(shù)商用精密高精密波前差0.25RMS0.1 RMS0.07 RMS2 P-V0.5 P-V0.25 P-V厚度0.1mm0.0

57、5mm0.005mm半徑0.5%0.1%0.02%折射率0.0010.00020.00001表面偏心0.1mm0.01mm0.001mm表面傾斜1弧分30弧秒3弧秒球狀度2 fringes0.5 fringes0.1 fringes非規(guī)則度1 fringes0.25 fringes Tolerance Data Tools Default Tolerances，彈出如下對話框。選擇需要的公差，并設(shè)定其公差值，點擊OK。然后將第二行的波長改為我們在Wav中設(shè)定的參考波長。下面對該對話框的內(nèi)容作一些簡要的說明。在該對話框中，左邊是表面公差，右邊是元件公差。Fringes是指由在測試波長處能量的光圈

58、來指定，該公差只能被放在那些有光能的表面上，這樣就排除了兩邊有相同折射率的虛擬面。如果表面是一個平面，則默認公差值被指定為一個以光圈表示的變化量，即使選擇了其它選項也是這樣。S+A不規(guī)則度：如果選中，將在每個標準面型上指定一個球形和像散不規(guī)則度。Zern不規(guī)則度：如果選中，將在每個標準面型上指定一個澤尼克不規(guī)則度。Start At Row：指出默認公差放在公差數(shù)據(jù)編輯器中的哪個地方。如果行號大于1，那就從指定的行號開始附加新的默認公差。Use Focus Comp：使用聚焦補償器。如果選中，則將定義一個默認后焦距補償器。使用補償器可以大大緩解某些公差。補償器的使用要根據(jù)具體情況來定。選用默認的公差后還可根據(jù)需要其它定義補償器：在公差編輯器中插入操作數(shù)COMP定義補償器，其中Code=0補償器為厚度；Code=1補償器為曲率半徑；Code=2補償器為圓錐曲線公差定義完后，接下來就是執(zhí)行公差分析。但在執(zhí)行公差分析之前還需作一些準備工作。將所有變量及解都移除。因為公差分析時不能改變原設(shè)計打開場編輯對話框，添加-Y方向的場點。因為偏心或傾斜使結(jié)構(gòu)已不對稱。同時由于我們最終結(jié)果是以MTF來評價的，因此暫時先只取邊界場點，使公差首先滿足邊界