spherochromatism, 即axial color balance。
10、要怎么引进axial color呢？我们改变surface1的curvature来达到axial color的效果。把surface1
的radius设为variable, 进行optimization，然后看看update后OPD plot图，如图3-7所示，这就是我们所要设计的，残余的像差residual aberration小于1/20波长，这结果良好。
图3-7
11、现在让我们些微改变field angle, 从system, field中，把y方向的field angle的值设为3个，分别
是0.0, 0.3, 0.5。现在y方向的field angle已改变，等于boundary condition已改变，所以你需要复位你的merit function。把merit function的 “Rings”改变为 “4”后 退出，进行optimization, 则新的OPD plot应如图3-8所示，虽有不同的field angle, 但是所有的aberrations却可以接受。说明此设计还不错。
图3-8
12、下面我们看看该光学系统的成像质量如何？我们看看它的MTF（Modulation Transfer Function）如
何？点击analysis的Modulation Transfer Function，即呈现如图3-9。
图3-9
实验四：多结构的激光扩束器multi-configuration laser beam expander
实验目的：
学习使用多结构系统
实验仪器：微机、zemax光学设计软件 实验原理：
设计一个在波长λ＝1.053μ下工作的激光扩束器laser beam expander，Input diameter为100mm，而output diameter为20mm，且Input 和output皆为准直collimated。在此设计中，我们遵守下列设计条件：
1、只能使用2个镜片。
2、本设计在形式上必须是伽利略系统Galilean（没有internal focus）。 3、两个透镜之间的距离必须小于250mm。 4、只有一个aspheric surface可以使用。 5、此光学系统必须在λ＝0.6328μ下完成测试。
本设计任务不只是要矫正aberration而已，而是在两个不同wavelengths的情况下都要做到。先谈谈条件2中什么是Galilean呢？Galilean就是光线从入射到离开光学系统，在光学系统内部不能有focus现象，在本例中即beams在两个镜片之间不能有focus。好在本系统不是同时在2个wavelengths下操作，所以在操作时我们可以变动某些组合conjugates。 实验步骤：
1、现在开始设计，依据图4-1键入各surface的相关值。其中surface 5的surface type从Standard改为Paraxial，这时在镜片后面的focal length项才会出现。注意到使用paraxial lens的目的是把collimated light（平行光）给focus。同时把surface 5的thickness及focal length皆设为25，
图4-1
2、entrance pupil的diameter定为100，wavelength只选一个1.053 microns即可，记住不要再设第二个wavelength。
3、弹出merit function，在第1行中把type改为REAY这表示real ray Y将用来作为一种约束constraint，在本设计中，我们被要求Input diameter为100而output diameter为20，其比值为100：20＝5：1，即入射beam被压缩了5倍，在surf中键入5，表示在surface中我们要控制他的ray height，而Py上则键入1.00。把target value定为10，这将会给我们一个diameter collimated为20mm的output beam。
为什么呢？因为Py是normalized的pupil coordinate，即入射光的semi-diameter为50。Py＝1即现在的入射光is aimed to the top of the entrance pupil，把target value定为10，就是输出光的semi-diameter为10，所以50：10＝5：1，光被压缩了5倍，达到我们的要求。现在选Tools，Update，你会看到在value column上出现50的值，这就是entrance pupil radius即表示coordinates是座落在一个单位圆（unit circle）上，而其半径为50，当Px＝0，Py＝1即表示在y轴的pupil大小为50，而在x轴的则为0。
4、从edit menu bar选Tools，Default Merit Function，按Reset后把 “Start At” 的值改为2，这表示以后的operands会从第二列开始，而不会影响已建立的REAY operand。执行optimization后，把OPD plot调出来，如图4-2所示，你会发现performance很差，大约为7个waves。
图4-2
5、这个aberration主要来自spherical aberration，所以我们要把surface 1改为 spheric，把surface 1列中的Conic设为variable，再次执行optimization，你会看到较好的OPD plot，如图4-3。
图4-3
6、现在把所有的variable都去掉，然后将此系统存盘，因为你已完成wavelength在1.053μ下的beam
expander设计。但是wavelength在0.6328μ的情况怎么办呢？我们进行另一个主题，也就是multi-configuration可以在同一系统中同时设定不同的结构configuration，以适应不同的工作环境或要求，先前我们已完成了wavelength为1.053μ的configuration，把它看做configuration 1，而wavelength 0.6328为configuration 2。
把wavelength从1.053改为0.6328，再看看OPD plot，如图4-4，出现非常差的performance，
这是因为玻璃色散glass dispersion的缘故。
图4-4
7、我们调整镜片间距lens spacing来消除此离焦defocus，把surface 2的thickness设为variable，执行
optimization后，update OPD plot，如图4-5，此时的aberration大约为一个wave。接下来消掉surface 2 thickness的variable。
图4-5