Как установить zemax 13
Zemax
Благодаря программе вы сможете быстро рассчитать сложную систему из различных дифракционных решеток, стекол и линз. Программа имеет простой, понятный интерфейс.
Основная задача утилиты Zemax состоит в том, чтобы произвести анализ и спроектировать построение оптических приборов.
Использование программы
Утилита включает в себя обширную библиотеку компонентов, где можно посмотреть информацию о зеркалах, линзах и стеклах. Благодаря программе, вы сможете быстро рассчитать сложную систему из различных дифракционных решеток. Утилита наглядно показывает поведение лучей в различных спектрах. В процессе использования можно получить информацию о потери света, разрешающей способности определенных объектов. Благодаря полученным расчетам, вы сможете самостоятельно построить оптический прибор. Все данные вводятся в таблицу в главном меню программы.
Функции и возможности
Для получения результатов, выберите значение Analysis. Информации предоставляет в графическом или текстовом формате. Модуль также используется для анализа разрешающей способности. Для вызова редакционных окон используется вкладка Editors. Для открытия, переименования и закрытия файла – File. Если требуется внести корректировки в параметры схемы, используйте значение инструментов – tools. Присутствует возможность анализа и расчета допусков, подгонки радиусов кривизны. Для документирования схем применяется вкладка Reports. Сюда входят данные по оптическим поверхностям и системам.
Пример расчета однолинзового объектива в Zemax
Может так случится, что кому-то понадобится рассчитать простенький фотообъектив для своих коварных планов нужд. А так как я по образованию и долгу профессии — инженер-оптик (начинающий :-), то решил поделиться небольшой инструкцией по расчету простого однолинзового фотообъектива. 
Постановка задачи и исходные данные
Оптическая схема
Для построения оптической схемы нам нужно определить требуемое угловое поле системы и фокусное расстояние.
Угловое поле системы
Нам известно расстояние от поверхности Земли до входного зрачка нашей системы и средний диаметр Земли. Из этих данных можно рассчитать угловое поле системы.
Среднее значение диаметра Земли D = 12 742 км (R=6 371 км)
Расстояние от поверхности земли до объектива = 35 786 км
Угловое поле нашей системы составляет 17,2 градуса.
Теперь необходимо рассчитать требуемое фокусное расстояние системы:
Фокусное расстояние из этой формулы составит F’ = 33,2 мм. 
Рис. Принципиальная схема
Отлично! Больше половины работы уже сделано.
Сбор дополнительных параметров для расчета
Для начала необходимо проверить имеющиеся данные.
Мы знаем:
— количество кривых поверхностей системы,
— диаметр входного зрачка системы,
— требуемый фокус системы.
Мы пока не знаем:
— толщину оптического компонента,
— марку стекла оптического компонента,
— длина волны, на которой будет работать оптическая система.
Можно выбрать эти данные самостоятельно. Но представим, что мы работаем на каком-то передовом предприятии, которое осваивает космос 🙂
Толщина оптического компонента
Меня учили в институте, что минимальная толщина оптического компонента по оси должна составлять минимум 10% от величины диаметра. Если рассчитывать оптический компонент с небольшим отрицательным фокусов (скорее всего это двояковогнутая линза), то толщины по оси в 10% от диаметра вполне хватит. В нашем случае мы имеем собирающую линзу формирующую действительное изображение ( в рассеивающей линзе изображение мнимое) с положительным фокусом. Соотвественно, необходимо выбрать толщину линзы с учетом стрелок прогиба поверхностей, которые будут увеличивать толщину компонента по оси. Для первого приближения возьмем 20% от диаметра. В нашем случае толщина компонента для расчетов составит:
Толщина линзы = 20мм х 20% = 4мм
Выбор марки стекла
Предположим, что специалист по радиационной стойкости рекомендовал использовать радиационностойкое стекло. А специалист-тепловик рекомендовал использовать материал стекла с наименьшим показателем теплового расширения, так как оправа для линзы будет из титана или суперинвара. Вообщем, они еще не определились.
Получив рекомендации, было решено, что кварцевое стекло марки КУ-1 отлично подойдет. Сказано — сделано!
Выбор длины волны
Вроде бы почти все данные ест. Карамба! А как же данные о спектральном диапазоне работы системы?! Мы проявляем инициативу и сами идем к разработчикам и получаем необходимую информацию. После этого выжидаем пару дней и занимаемся другими полезными делами. На третий день приходит разработчик и говорит, что решили изменить основную длину волны для объектива. Сказано-сделано! Рабочая длина волны = 0,644 мкм. Теперь можно продолжать наш оптический расчет.
Расчет системы с помощью Zemax
Программное обеспечение Zemax здорово упрощает жизнь расчетчикам оптических систем. Это не значит, что ПО сама спроектирует за вас крутую оптическую систему. Но при проектировании оптических систем, когда необходимо проанализировать достаточное количество вариантов, Zemax помогает значительно сократить время в разработке. Считаю, что программа для расчетчиков незаменимая. Конечно же, с одним условием, что у вас куплена оригинальная лицензия 😉
Сейчас не буду вдаваться в подробности описания всех прелестей программы, а сразу покажу ее в деле.
При загрузке программы в первую очередь необходимо ознакомится с окном Lens Data Editor: 
Данное окошко содержит информацию о текущей оптической системе. Набор данных похож на формат оптического выпуска, с которым, лично я, познакомился еще в институте 🙂
Из имеющихся данных на текущий момент мы здесь можем указать пока только количество поверхностей для трассировки лучей, толщины и марку стекла. В качестве марки стекла выберем представление данных в виде модели, в которой необходимо задать коэффициент преломления для выбранной длины волны для нашего стекла. Так как марка выбранного стекла КУ-1 у нас из отечественного ГОСТа, то данные необходимо искать именно в нем ( в нашем случае ГОСТ 15130-86 «Стекло кварцевое оптическое» ).
Показатель преломления для стекла КУ-1 для длины волны 0,644 мкм составляет 1,4567. Стоит отметить, что это при температуре +20 градусов по Цельсию. А у нас как раз на борту обогрев до +20 градусов 🙂 
Итого, на данный момент имеем: 
В окне General во вкладке Aperture указываем диаметр входного зрачка 20мм: 
Указываем угловое поле системы: 
Настройка автоматической оптимизации
При расчете системы мы воспользуемся Optimization, которая встроена в Zemax.
Во-первых, указываем параметры, которые у нас смогут изменяться во время оптимизация. В нашем случае такими являются радиусы кривизны поверхностей линзы: 
Во-вторых, необходимо сформировать оценочную функцию текущей системы (Default Merit Function). 
Сформируем оценочную функцию на основе RMS. Здесь данный параметр показывает среднеквадратичное отклонение лучей волнового фронта при трассировке лучей. 
При оптимизации мы укажем единственный параметр, к которому будем стремиться — требуемое фокусное расстояние. Для этого добавляем параметр EFFL и указываем следующие настройки: 
Теперь, когда все параметры заданы, можно использовать функцию оптимизации. 
В данном окне можно вручную управлять количеством итераций при подборке наиболее лучшего варианта. Либо можно использовать автоматический расчет для нахождения лучшего варианта.
Оптимизируем. Жмем Exit.
Теперь можно посмотреть что получилось.
Вроде бы неплохо 🙂
Но итоговый фокус системы равен 33,67 мм, что немного отличается от заданного — 33,2 мм.
Как получить требуемый фокус?
Чем выше будет значение Weight в параметре EFFL, тем выше будет приоритет этого параметра при расчете.
У меня при параметре Weight = 100 000 оптимизированный фокус получился 33,21 мм. Не привожу последовательность, так как она аналогична вышеуказанной.
Поставленные требования выполняются. Ура! 🙂
Как установить zemax 13
В мае 2020 года компания Zemax выпустила новую версию ПО OpticStudio 20.2 для проектирования оптических систем. Последнее обновление повышает эффективность командной работы до 50%, позволяя инженерам-оптикам быстро определить, как влияют их решения на производительность и качество продукта.
Обновление OpticStudio 20.2 Zemax нацелено на достижение оптимальной производительности в области изготовления оптических изделий: установление допусков, проектирование деталей произвольной формы и т.д. Новая версия ПО OpticStudio Zemax фокусируется на совершенствовании технологии изготовления деталей произвольной формы и улучшении контроля возможности производства системы путем предоставления информации о допусках на ранней стадии разработки.
Улучшение технологичности проектирования
При проектировании оптических изделий инженерам-оптикам необходимо балансировать дизайн между тем, что теоретически возможно и тем, что технологически возможно при производстве.
Традиционные методы оптического проектирования требуют сначала проектировать деталь для оптимизированной номинальной производительности, а затем вводить допуски для учета производственных ограничений. Зачастую эти два этапа имеют взаимно обратную связь. Оптимизация в направлении совершенства создает конструкции, которые более чувствительны к производственной ошибке, в то время как допуск на высокий производственный выход часто снижает надежность и производительность оптического продукта. Инженеры-оптики вынуждены метаться между 2 этими этапами, чтобы постоянно переделывать проекты, пока они не смогут сбалансировать производительность и технологичность.
ПО OpticStudio 20.2 Zemax сочетает в себе новые функции допусков, такие как Quick Yield и Tolerance Data Analyses, для создания нового рабочего процесса, который обеспечивает раннюю оценку дизайна, позволяя инженерам легче сочетать производительность и технологичность. Ранний учет допусков позволяет инженерам-оптикам точно понимать, удовлетворяют ли полученные значения производственным требованиям, и быстро изменить входные значения в начале проектирования, если проекты нуждаются в дальнейших модификациях. Этот новый технологический процесс позволяет создавать оптические системы, которые более технологичны и эффективны более чем на 50%.
Улучшенное проектирование элементов свободной формы
Основываясь на передовых технологиях и на работе, проделанной ведущими разработчиками OpticStudio, версия ПО Zemax 20.2 делает современные параметрические поверхности произвольной формы легкодоступными для всех пользователей. В версии OpticStudio 20.1 была введена функция проектирования свободной формы TrueFreeForm™. ПО OpticStudio 20.2 добавляет новые возможности, позволяя разработчикам произвольных форм ограничивать свои конструкции TrueFreeForm для симметрии, позволяя пользователям быстро создавать правильную геометрию линз.
Подробнее ознакомиться с функциями ПО OpticStudio Zemax можно по ссылке:
Компания АЗИМУТ ФОТОНИКС является официальным представителем компании Zemax в России. По вопросам приобретении лицензии, пожалуйста, обращайтесь к нашим менеджерам.