Monte Carlo分析
Monte Carlo分析非常有用，功能也非常强，因为它同时考虑所有公差的影响。它用定义 的公差产生一些随机系统，采用适当的统计模型，调整所有的补偿器，使每个参数随机扰动，然后评估整个系统性能的影响。
变焦和多重结构
ZEMAX支持变焦镜头分析和设计。可以设计变焦镜头、扫描镜头、多光路系统、透镜阵列、干涉仪、分光镜等。
可以对多重结构同时进行优化。每重结构可以是同样的或不同的优化函数，变化和约束条件也可以是相同或不同的。通过在一个温度范围内同时优化，也可以用在热分析中。
物理光学传播
Physical Optics Propagation (POP)不是用光线追迹，而是用衍射计算的方法计算光线在光学系统中的传播。 考虑透镜孔径的衍射和光束在透镜之间的传播情况。
可以用单位面积内的能量定义光束。输出包括辐射和位相面的图形、截面图、能量分布和光纤耦合。也可以计算不在光轴上的倾斜光束。
热分析
有些光学系统用在很宽的温度范围或不在常温下使用时，需要考虑温度和压强的影响。ZEMAX用非线性温度模型，而不是简单的 dn/dt 近似。
ZEMAX可以指定或优化热膨胀系统的透镜或元件之间的间隔。
玻璃目录包括温度和压强数据，以支持热效应分析计算。可以精确地模拟光学面的热膨胀特性。
扩展光源分析
在设计成像系统时，点光源能够精确描述成像质量的很多方面。但是扩展光源对观察畸(特别是非径向畸变)很有用，检查像的方向、分色及定量观察整个系统的性能。
ZEMAX支持二种扩展光源。ASCII格式的光源，是一些简单的形状，如字母、方块等。也支持彩色的Windows BMP和JPG格式的光源。可以对光源进行缩放、旋转，也可以放在视场中任何地方。
宏
ZEMAX支持宏语言，称为ZPL。其结构有点象BASIC。也支持函数调用、自定义阵列、数字和字符串、文本和图形输出等。
对更复杂的分析工作，ZEMAX支持更能用程序界面，叫extensions。 可以在外部程序的控制下进行光线追迹、分析和优化。用C或C++语言编写。
偏振光追迹
ZEMAX具有全面的偏振光追迹和分析能力。可以任意定义输入光线的偏振态。ZEMAX考虑透射、反射、吸收、偏振态、衰减和延迟。
偏振光追迹要求计算面和体材料的效应。面效应决定于面上的光学薄膜的特性。 薄膜模型
ZEMAX具有薄膜建模能力。可以定义多层金属或电介质膜。 薄膜不以用在电介质或金属基底上。可以由任意层数、任意材料组成，每种材料可以由复折射率定义。
如果面从空气-玻璃转换为玻璃-空气，则ZEMAX会自动转换膜层的顺序。 材料建模
ZEMAX中有详细的体吸收模型，包括任意波长、任意厚度的玻璃的透射。体吸收一般使光线衰减，衰减的数量决定于光线的光程长度、材料特性和波长。所有材料都可以定义吸收或透射特性。
四、利用ZEMAX软件设计如下光学系统：
1.远镜物镜设计
要求：焦距为200，半视场角为4?，相对孔径为1：5 2.目镜设计
与1中的望远镜物镜进行配合，要求：视放大率为6倍，目镜出瞳距离为20
（1）望远镜光学特性计算
D?1:5''f?200mm由物镜焦距1及相对孔径f，可得： D?1'f5＝40mm
由??6，知：
D'?出瞳直径
'2D?6.67mm?
f1'200f???33.33mm?6目镜焦距
由物方视场2???，可得：
?tg?'??tg??????????6tg4?(1?5%)
'?像方视场2??47.56
设计要求
D?1:5''f?200mm，2??8?，D'?40mm f1物镜：，，
D?1:5''''?'f?33.33mml?20mmf2??47.56D?6.67mm2z2目镜： ，，，，
lz?f1'?lF2?(200?lF2)mm这里lF2根据实际初始系统而定。
（2）望远镜物镜的设计
本例物镜利用双胶合物镜结构设计。双胶合望远物镜的特点是结构简单，制造和装配方便，光能损失较小。玻璃选择得当，可以同时校正球差，正弦差和色差。当高级球差得到平衡时，胶合面的曲率较大，剩余的带球差偏大。因而，双胶合物镜只适用于小孔径的使用场合。考虑到胶合面有脱胶的概率，双胶合物镜的口径不宜过大，最大口径为100mm。双胶合
?10物镜能适应的视场角不超过。
根据像差补偿原则物镜三种像差应满足
?L'＝－0.1，?LFC＝－0.05,SCm=0
由PW计算方法得出
''C?0.00025,P0?0.0808
nD,?以及
查表找到一对较好的玻璃为K9-ZF1，它们的
P0,Q0
P0?0.08,Q0??4.64
r1?125.78mmr2??86.73mm计算得
r3??270.36mm
d1?4mm取
d2?6mm
选用双胶合物镜为初始结构，的如下结果：
优化后结构参数
优化后结构图
优化后像差图
从像差图中可以看出优化后的物镜基本适合应用，它还将和目镜相匹配起到像差补偿的作用。
（3）望远目镜的设计
利用艾尔弗目镜结构进行设计优化，埃尔佛目镜中接眼正透镜组有一个双胶合和一个单透镜构成。前面也是一个双胶合组，负光焦度是由前面一个凹面和胶合面产生的，它也起到协助校正接眼透镜组像差的作用。