含义,请阅读ZEMAX用户手册第14章。
对我们这个单透镜,优化的目的是使关于形心的RMS Spot Radius最小,各选项已内置在ZEMAX的缺省评价函数功能中。在Default Merit Function dialog中,选择RMS,Spot Radius,和Centroid。
为防止单透镜变得太厚或太薄,我们必须为透镜设置厚度的边界约束条件。在缺省的评价函数中,有限制玻璃和空气厚度的边界约束条件选项。选择“Glass”选项,在相应的空格内手动填入最小,最大,以及边缘厚度值。
在本资料最开始的部分,已明确规定单透镜的中心厚度必须介于2mm~12mm之间,同时边缘厚度大于2mm。据此,我们在Default Merit Function dialog的\,\,以及\玻璃厚度框内填入适当的值。
对我们这个单透镜实例,除上述选项外,其它选项都可选择缺省值。
击\完成设置。
十二、执行优化
接前面第十一部分的内容。在关闭Default Merit Function dialog后,请注意自动插入到MFE中的操作数。其中的每一个操作数都有特定的Target,Weight,和Value,它们都影响着MFE左上方的评价函数值。
在优化过程中,ZEMAX会尽可能降低这个评价函数值。而这个值越小,表示设计方案越接近MEF中所描述的目标。
要执行优化操作,可从主菜单上选择Tools > Optimization > Optimization,或在按钮栏击“Opt”按钮。随后将出现Optimization dialog,其中有很多不同的cycle的待选。对我们这个单透镜,只需选择“Automatic”。按此选项,ZEMAX将执行优化程序,直到找到一个局部最小值。
注意,ZEMAX会给出初始的和当前的MF (评价函数)值。击\按钮,开始执行优化,注意MF值的变化。
BEFORE
击\退出Optimization dialog。
十三、对最终的系统进行评估
AFTER
现在,优化已经完成,我们要对最终的设计性能进行评估,以确保最初的设计已得到满足。可从各图形窗口的菜单栏击\,以便对已在前面打开的各分析窗口进行更新。
观察这4个图,我们可以大体认为,按照约束条件经过优化的这个单透镜可以满足最初的设计要求,同优化前相比,RMS和Geometrical Spot radii分别降低了大约910。同时,软件所确定的透镜的中心厚度也在要求的范围之内,边缘厚度也大小2mm,均满初始的系统要求。
虽然我们最终得到的这个单透镜的性能达不到衍射极限的要求,但重要的是整个设计过程。这个过程同样适用于结构更复杂、参数更丰富的光学系统的设计。