常用的光學(xué)設(shè)計(jì)軟件有ZEMAX、CODE V和OSLS，這些仿真軟件除了基本的光學(xué)設(shè)計(jì)功能，也兼具光學(xué)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、光線分析追蹤的能力。ZEMAX軟件可以設(shè)計(jì)復(fù)雜的幾何光學(xué)光路，還可以對(duì)光學(xué)元件進(jìn)行分光、鍍膜等操作。序列模式和非序列模式設(shè)計(jì)模式相結(jié)合，提高了光學(xué)設(shè)計(jì)的效率和精準(zhǔn)度。
ZEMAX在光學(xué)設(shè)計(jì)方面的優(yōu)勢(shì)有：
一、ZEMAX軟件內(nèi)置豐富的元件庫(kù)。
常用玻璃庫(kù)、光源、探測(cè)器、典型透鏡都被事先設(shè)計(jì)好打包在一起，當(dāng)需要使用標(biāo)準(zhǔn)元件時(shí)，直接加載便可應(yīng)用到系統(tǒng)中。除此之外，在Schott、Hoya、Ohara、Corning、Sumita等標(biāo)準(zhǔn)玻璃庫(kù)的基礎(chǔ)上，用戶可以自定義元件的玻璃形狀、表面鍍膜、折射率溫度系數(shù)、色散系數(shù)、波長(zhǎng)透過(guò)率等參數(shù)。個(gè)性化定制元件和自定義器件模型增大了軟件的應(yīng)用場(chǎng)景。
二、自定義儀器模型參數(shù)。
利用ZEMAX軟件進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，用戶可以根據(jù)理論模型需求設(shè)置相關(guān)的光學(xué)參數(shù)，這些參數(shù)包括通光孔徑、光源波長(zhǎng)和數(shù)量以及透鏡的面型、材料和鍍膜等，此外，用戶可以隨意設(shè)置元件之間的擺放位置以達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。
三、ZEMAX擁有專業(yè)的評(píng)價(jià)函數(shù)。
軟件中自帶以彌散斑半徑、波像差、均方根等指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)價(jià)函數(shù)，不僅如此，軟件規(guī)定用戶可根據(jù)設(shè)計(jì)需求自定義評(píng)價(jià)函數(shù)規(guī)則，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中的透鏡厚度、曲率半徑、折射率、透過(guò)率等參數(shù)的優(yōu)化處理。
四、序列模式和非序列模式。
ZEMAX提供用戶兩種設(shè)計(jì)模式選擇，兩種模式下的光線追蹤有所區(qū)別。非序列模式下光線追蹤的限制條件更小，可以被用于分析成像和非成像系統(tǒng)的雜散光線、散射和照明問(wèn)題。
當(dāng)需要分析干涉等傅里葉光學(xué)成像系統(tǒng)時(shí)，優(yōu)先選擇非序列模式，在序列模式下對(duì)光學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化評(píng)價(jià)等操作。序列模式下的光學(xué)結(jié)構(gòu)可以轉(zhuǎn)換到非序列模式下的元件發(fā)揮作用，具有很強(qiáng)的光學(xué)元件兼容性。
Zemax在前不久正式發(fā)布了21.3的新版本！新版支持為下一代光學(xué)系統(tǒng)的微型化所需的復(fù)雜幾何形狀建模。我們先來(lái)看看新版有哪些亮點(diǎn)。
OpticStudio 21.3新增離軸反射鏡物體，項(xiàng)目目錄以及更安全的文件格式。升級(jí)了OpticStudio項(xiàng)目文件的管理和存檔方式。更新了默然文件格式。這種新的、更安全的二進(jìn)制文件格式使用ZOS文件擴(kuò)展名。
OpticStudio STAR 模塊 21.3在任意坐標(biāo)系中加載有限元數(shù)據(jù)，該功能允許STAR模塊更好地處理已導(dǎo)出的坐標(biāo)系統(tǒng)與OpticStudio中的局部或全局坐標(biāo)不同的FEA數(shù)據(jù)。形變向量可視化?，F(xiàn)在你可以清楚地看到光學(xué)系統(tǒng)的形變的大小和方向。用戶界面支持中文和日語(yǔ)。
下面是新版的版本說(shuō)明，我們來(lái)一起看看，大家記得收藏哦。
OpticStudio 21.3 版本說(shuō)明
2021年9月21日
1 工具、功能和性能
1.1 新增離軸反射鏡物體 （限專業(yè)版和旗艦版）
非序列模式新增離軸反射鏡物體。
離軸反射鏡物體類型使離軸圓錐非球面鏡的建模變得更簡(jiǎn)單。該物體的前表面等效于序列模式下不包含多項(xiàng)式項(xiàng)的離軸圓錐自由曲面，其后表面則始終與前表面保持相同的偏移量。
1.2 項(xiàng)目目錄（所有版本）
將所有重要文件收集到一個(gè)位置。
新的項(xiàng)目目錄功能允許將OpticStudio設(shè)計(jì)中使用的重要文件存儲(chǔ)在單個(gè)位置，并在保存工作時(shí)更新這些文件。這使得組織與模型相關(guān)的所有信息以及與其他OpticStudio用戶共享這些信息變得更加容易。
通過(guò)使用文件選項(xiàng)卡中的轉(zhuǎn)換至項(xiàng)目目錄按鈕，可以從現(xiàn)有的OpticStudio設(shè)計(jì)創(chuàng)建項(xiàng)目目錄。
1.3 全新默認(rèn)文件格式 （所有版本）
.ZOS 如今是默認(rèn)文件格式。
文件現(xiàn)今默認(rèn)保存為非直接可讀的二進(jìn)制文件格式，文件擴(kuò)展名為。 ZOS。這提升了文件存儲(chǔ)在磁盤(pán)上、存檔以及共享文件時(shí)的安全性。
在OpticStudio 21.3中，設(shè)計(jì)文件仍然可以保存為ZMX文件格式，但當(dāng)這樣做時(shí)，您將收到一條警告消息，因?yàn)閆MX不再是推薦的文件格式。我們將始終支持向后兼容，在OpticStudio 21. 3以及在OpticStudio的所有未來(lái)版本中，您仍然可以讀取ZMX文件。ZMX文件將在隨后保存時(shí)默認(rèn)轉(zhuǎn)換為ZOS格式。
1.4 STAR模塊支持用戶自定義形變數(shù)據(jù)（限訂閱制專業(yè)版和旗艦版，需要STAR模塊序列號(hào)）
在任意坐標(biāo)系中加載有限元數(shù)據(jù)，并在STAR中進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
有限元數(shù)據(jù)可以在任意坐標(biāo)系下被加載到STAR模塊中，然后在加載FEA數(shù)據(jù)工具中進(jìn)行平移和旋轉(zhuǎn)。這允許STAR模塊更好地處理已導(dǎo)出的坐標(biāo)系統(tǒng)與OpticStudio中的局部或全局坐標(biāo)不同的FEA數(shù)據(jù)。
1.5 STAR模塊新增繪圖模式（限訂閱制專業(yè)版和旗艦版，需要STAR模塊序列號(hào)）
現(xiàn)今可以觀察到形變向量。
在系統(tǒng)查看器工具中，新增兩個(gè)繪圖模式：形變地圖&向量和形變向量。這兩者可以顯示光學(xué)系統(tǒng)的形變的大小和方向。
1.6 OpticsBuilder文件準(zhǔn)備將孔徑光闌轉(zhuǎn)換為硬光闌（所有版本）
新增復(fù)選框用于控制Stop面的轉(zhuǎn)換類型。
在OpticsBuilder文件準(zhǔn)備工具中，有一個(gè)新的復(fù)選框：將孔徑光闌轉(zhuǎn)換為硬光闌。如果這個(gè)復(fù)選框被選中，孔徑光闌面會(huì)在鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中被選中，被轉(zhuǎn)換成一個(gè)環(huán)。在OpticStudio以前的版本中，執(zhí)行的操作等同于選擇這個(gè)復(fù)選框。
1.7 更新的Zemax網(wǎng)站和客戶門(mén)戶
全新Zemax網(wǎng)站已啟用。
將Zemax.com、MyZemax和OpticsAcademy的所有內(nèi)容更新集成到可以統(tǒng)一搜索的平臺(tái)。
新網(wǎng)站更新了論壇，知識(shí)庫(kù)和全新用戶體驗(yàn)的工單系統(tǒng)。
欲了解更多信息，請(qǐng)參考Zemax Announces Updated Zemax Website and Customer Portal
1.8 OpticStudio HPC Beta 計(jì)劃
OpticStudio迎來(lái)了高性能計(jì)算。
在OpticStudio 21.3中有一個(gè)新的HPC選項(xiàng)卡，它只對(duì)參加HPC Beta計(jì)劃的用戶有效。
OpticStudio HPC允許分段云計(jì)算用于加速長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的計(jì)算，如非順序光線追跡和蒙特卡洛公差分析。
如果想了解更多參加HPC測(cè)試項(xiàng)目的信息，請(qǐng)聯(lián)系support@zemax.com 。
2 編程
2.1 ZPL: 關(guān)鍵字公差的更新
更新的關(guān)鍵字公差可以支持ZTD文件的輸出。
通過(guò)在out_file_name參數(shù)的末尾指定。ZTD擴(kuò)展名，更新的ZPL關(guān)鍵字TOLERANCE可以支持ZTD文件格式的輸出。例如，語(yǔ)句可以是：TOLERANCE示例。TOP, 輸出。ZTD。
3 材料和目錄
3.1 目錄更新 （所有版本）
獲取來(lái)自NHG的新目錄。
材料目錄
NHG 目錄新增了23種材料且更新了目錄中某些已經(jīng)存在的材料的性能。
4 性能和穩(wěn)定性提升
鎖定設(shè)計(jì)和OpticsBuilder文件準(zhǔn)備 –從序列模式轉(zhuǎn)換為非序列模式時(shí)，現(xiàn)今這些工具會(huì)忽略虛擬表面。先前，在非序列模式中，這些虛擬表面將被轉(zhuǎn)換為環(huán)形面，導(dǎo)致在光線追跡過(guò)程中產(chǎn)生額外的光線截?cái)唷?/p>
STAR模塊授權(quán)- 現(xiàn)今STAR模塊授權(quán)會(huì)在OpticStudio運(yùn)行時(shí)自動(dòng)啟用，不再需要在Zemax授權(quán)管理器中手動(dòng)啟用它。
轉(zhuǎn)換干涉儀網(wǎng)格數(shù)據(jù)為DAT格式-增強(qiáng)了對(duì)非正方形網(wǎng)格轉(zhuǎn)換的魯棒性。
5 錯(cuò)誤修復(fù)
體全息 – 更新了零階體全息的衍射效率計(jì)算以匹配Kogelnik偏振模型。
公差操作數(shù) – 在使用傾斜/偏心元件工具添加坐標(biāo)間斷時(shí)，當(dāng)前的公差操作數(shù)可以正確反映更新后的表面序號(hào)。在這之前，如果在表面之前插入坐標(biāo)中斷，鏡頭編輯器中的表面序號(hào)會(huì)改變，但對(duì)應(yīng)的公差操作數(shù)的表面序號(hào)不會(huì)更新。
傾斜/偏心元件-修正了表面某一參數(shù)為ZPL宏求解時(shí)的處理方式。在此之前，該求解將被轉(zhuǎn)換為一個(gè)固定值，求解被關(guān)閉。
傾斜/偏心元件-使用撤銷時(shí)，新增的表面會(huì)被正確地刪除。在這之前，一些插入的表面不會(huì)被移除。
轉(zhuǎn)換為NSC組 -正確處理鏡面空間中的雙錐面的轉(zhuǎn)換。在這之前，參數(shù)在轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)被錯(cuò)誤轉(zhuǎn)換為相反值。
