An overview of ZPL Обзор ZPL
Язык программирования ZEMAX (Zemax Programming Language, ZPL) — это довольно простой макроязык, специально разработанный для использования с программой ZEMAX. ZPL сильно расширяет возможности пользователя. Это означает, что, если Вам необходимо выполнить особые вычисления, которые не встроены в ZEMAX, Вы можете написать свою собственную ZPL-программу. ZPL-программы могут быть записаны на диск и вызываться с него при работе в ZEMAX. Вы можете создать библиотеку ZPL-программ и обмениваться программами с другими пользователями ZEMAX.
Язык ZPL подобен языку программирования BASIC, за исключением того, что не все конструкции и ключевые слова BASIC поддерживаются и что добавлены некоторые новые способности и функции, специфические для трассировки лучей. Если вы знакомы с языком BASIC, то вы очень быстро освоите ZPL. Если вы не знакомы с языком BASIC или если вы вообще никогда не занимались программированием, не впадайте в панику! ZPL очень прост для использования, и эта глава даст вам простые инструкции и примеры для приобретения первых навыков.
Кратко о Zemax OpticStudio
Creating ZPL programs Создание ZPL программ
Для создания ZPL программ проще всего начать с уже существующих программ, которые решают задачи, аналогичные тем, которые вы хотите решить. Если вы хотите попытаться написать вашу первую ZPL программу, вы можете прочитать раздел с примерами, данными в конце этой главы. Некоторые примеры макросов ZPL можно найти также в директории MACROS, они описаны в главе «ZEMAX example files».
Используйте любой редактор ASCII файлов для создания ZPL файла (такой как редактор NOTEPAD.EXE). Вы можете дать любое имя файлу, но оно должно иметь расширение .ZPL.
Running ZPL program Выполнение ZPL программ
Для выполнения ZPL программ выберите из главного меню команды Macros, Edit/Run ZPL Macros. На экране появится диалоговое окно «ZEMAX Programming Language», имеющее следующие опции:
Active File: Список доступных макросов. Все перечисленные макросы — это ASCII файлы с расширением .ZPL. Файлы должны быть записаны в директорий,
Глава 24: ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ ZEMAX 24-1
созданный для макросов ZPL; смотри в главе «File Menu» разделы Environment, Directories.
Close After Execution: Если активизировать эту команду, то ZPL диалоговое окно будет автоматически закрываться после выполнения макроса.
Status: Во время выполнения макросов ZEMAX использует это место для вывода сообщений о том, какая строка программы в данный момент выполняется. Нумерация строк производится без учета каких-либо пустых строк или строк с комментариями. Сообщение обновляется каждую четверть секунды.
Terminate: Эта электронная клавиша служит для остановки выполнения программы.
Cancel: Эта электронная клавиша служит для остановки текущего макроса, если он выполняется. Если макрос не выполняется, то нажатие на клавишу закрывает диалоговое окно ZPL.
Edit: Эта клавиша служит для вызова редактора Windows NOTEPAD. EXE, который должен находиться в главном директории Windows. Редактор может быть использован для модификации или переименования макроса.
Zemax OpticStudio Вводная лекция
Выберите нужный макрос из списка «Active File» и нажмите на электронную клавишу Execute.
ZEMAX начнет выполнять программу. Выбранная программа будет выполнена, и какой-либо выходной текст, заданный оператором PRINT, или сообщение об ошибках будут помещены в текстовый файл. Когда выполнение макроса ограничивается, текстовый файл все равно появится на экране. Запретить появление на экране текстового окна можно с помощью оператора CLOSEWINDOW.
An overview of ZPL Обзор ZPL
ZPL программа содержит ряд команд (называемых операторами), которые хранятся в текстовом ASCII-файле. Вы можете создать ZPL программу с любым текстовым редактором вне ZEMAX (вы можете также редактировать программу внутри ZEMAX;
это будет обсуждаться в следующем разделе). ZPL язык использует синтаксис, подобный языку BASIC для большинства (но не для всех) команд. Например, оператор
является одним из типов действующего оператор ZPL. В записи этого простого оператора есть несколько важных вещей, на которые следует обратить внимание. Во-первых, нет необходимости в назначении переменных величин. Это означает, что переменная величина «X» не должна быть определена заранее, до присвоения ей значения 5. Если переменной «X» уже было присвоено какое-либо значение ранее, то теперь ей будет присвоено новое значение. Другими словами, нет необходимости объявлять переменные до тех пор, пока они не станут использоваться. Во-вторых, не
24 -2 Chapter 24: ZEMAX PROGRAMMINGLANGUAGE
требуется применять специальные символы для указания конца записи оператора, такие, например, как символ «;» в языке С. Вследствие этого каждый оператор должен быть записан в своей собственной строке!
ZPL поддерживает «последовательный» вызов функций. Это позволяет использовать следующие формы записи:
Функции SQRT (корень квадратный) и SINE (синус) встроены в ZPL; есть много таких функциональных операторов, которые все описаны в следующем разделе. Заметьте, что ZPL не чувствителен к буквенному регистру; SQRT() и sqrt() — одна и та же функция! В этом руководстве мы условимся использовать условно заглавные буквы для функций и ключевых слов, а прописные буквы — для всего остального.
Все ранее показанные операторы имеют одно общее свойство: всем им присваивается какое-либо значение. Это означает, что производится оценка выражений, записанных с правой стороны уравнений, и результат присваивается переменной, записанной в левой части. В ZPL есть другой тип оператора, который называется «ключевым словом».
Один из примеров ключевого слова — это «PRINT». За ключевым словом «PRINT» следует список позиций, разделенных запятой, которые должны быть напечатаны (в выходном файле). Например, ZPL программа
на экране напечатает:
Заметьте, что в ZPL соблюдается старшинство операторов. В пределах каждой пары скобок операции выполняются в особом порядке. В ZPL используется следующий порядок старшинства от наивысшего к наинизшему: функции (такие как SQRT), логические операторы (такие как ==), умножение и деление, и затем сложение и вычитание. Скобки всегда «берут верх» в старшинстве; в этом смысле они имеют наивысший приоритет.
Есть много других ключевых слов, которые будут описаны в следующем разделе.
ZPL variables
Переменные ZPL________________________________
Переменные обеспечивают временное хранение числовых величин, точные значения которых могли быть не известны при записи программы, но которые становятся определенными при выполнении программы. ZEMAX выполняет для вас большую часть работы, когда вам необходима новая переменная. Например, простой оператор
Глава 24: ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ ZEMAX 24-3
представленный ранее, вынуждает ZEMAX зарезервировать память для новой переменной «х» и хранить все данные, связанные с ней. Как только переменная определена, она может быть использована в любом последующем выражении. Имеется, однако, несколько правил, относящихся kzpl переменным.
Источник: studopedia.ru
Презентация, доклад Zemax. Описание программы и ввод данных
Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Zemax. Описание программы и ввод данных. Презентация на заданную тему содержит 11 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас — поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!
Презентации » Информатика » Zemax. Описание программы и ввод данных
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1
Описание слайда:
Слайд 2
Описание слайда:
Zemax — это пакет программ, позволяющий моделировать, анализировать и проектировать оптические системы. Редактор данных оптической системы ”Lens Data Editor” (LDE) является главной таблицей, в которую вводится большинство параметров ОС.
ZEMAX позволяет моделировать многие типы оптических компонентов со сферическими и асферическими поверхностями, а также тороидальными, цилиндрическими поверхностями, дифракционные решетки, бинарную оптику, линзы Френеля, голографические поверхности. Zemax — это пакет программ, позволяющий моделировать, анализировать и проектировать оптические системы. Редактор данных оптической системы ”Lens Data Editor” (LDE) является главной таблицей, в которую вводится большинство параметров ОС. ZEMAX позволяет моделировать многие типы оптических компонентов со сферическими и асферическими поверхностями, а также тороидальными, цилиндрическими поверхностями, дифракционные решетки, бинарную оптику, линзы Френеля, голографические поверхности.
Слайд 3
Описание слайда:
Выбрав ”Analysis”, Вы получите результат вычислений в виде текстового или графического окна аберраций, МПФ, ФРТ, диаграмму пятна рассеяния и многое другое. Этот модуль может быть использован для моделирования протяженных источников, анализа разрешающей способности системы, анализа искажений изображения, получения общего представления о виде изображаемого объекта, для вычисления эффективности передачи излучения от точечного или протяженного источника через волокно.
Анализ может быть основан как на геометрическом расчете хода лучей, так и на дифракционном подходе. Выбрав ”Analysis”, Вы получите результат вычислений в виде текстового или графического окна аберраций, МПФ, ФРТ, диаграмму пятна рассеяния и многое другое. Этот модуль может быть использован для моделирования протяженных источников, анализа разрешающей способности системы, анализа искажений изображения, получения общего представления о виде изображаемого объекта, для вычисления эффективности передачи излучения от точечного или протяженного источника через волокно. Анализ может быть основан как на геометрическом расчете хода лучей, так и на дифракционном подходе.
Слайд 4
Описание слайда:
Оптимизация ОС проводится с целью улучшения ее характеристик или ее модификации для удовлетворения заданным требованиям. Эта программа осуществляет поиск глобального оптимума, который соответствует наилучшему из всех возможных решений оптической схемы для заданной оценочной функции и заданных переменных параметров.
Программа осуществляет автоматически повторяющийся (итерационный) процесс оптимизации ОС с многократным переходом через локальный минимум оценочной функции. (Тонкая оптимизация схемы вблизи локального минимума). Оптимизация ОС проводится с целью улучшения ее характеристик или ее модификации для удовлетворения заданным требованиям. Эта программа осуществляет поиск глобального оптимума, который соответствует наилучшему из всех возможных решений оптической схемы для заданной оценочной функции и заданных переменных параметров. Программа осуществляет автоматически повторяющийся (итерационный) процесс оптимизации ОС с многократным переходом через локальный минимум оценочной функции. (Тонкая оптимизация схемы вблизи локального минимума).
Слайд 5
Описание слайда:
Главное окно имеет несколько меню. Заголовки меню следующие: Главное окно имеет несколько меню. Заголовки меню следующие: File: Используется для открытия, закрытия, записи и переименования (save as) файлов с данными оптических систем. Editors: Используется для вызова различных редакционных окон. System: используется для определение общих свойств оптической системы.
Analysis: Группы подпрограмм для анализа оптических схем; эти подпрограммы не изменяют параметры схемы, а выполняют численные расчеты и строят графики по данным текущей схемы. Это включает построение оптических схем, диаграмм, выполнение дифракционных вычислений и многое другое.
Слайд 6
Описание слайда:
Tools: «Инструменты» — программы, которые позволяют производить изменения параметров схемы или производить какие-либо операции над схемой в целом. Это включает оптимизацию, расчет и анализ допусков, подгонку радиусов кривизны под пробные стекла и другие.
Tools: «Инструменты» — программы, которые позволяют производить изменения параметров схемы или производить какие-либо операции над схемой в целом. Это включает оптимизацию, расчет и анализ допусков, подгонку радиусов кривизны под пробные стекла и другие. Reports: Используется для документирования оптических схем; это включает суммарные данные по оптической системе и данные по отдельным оптическим поверхностям. Macros: Используется для редактирования и выполнения ZPL программ (ZPL макросов).
Слайд 7
Описание слайда:
Extensions: Обеспечивает доступ к ZEMAX Extensions, которые являются внешними компилированными программами, работающими вместе с ZEMAX. Extensions: Обеспечивает доступ к ZEMAX Extensions, которые являются внешними компилированными программами, работающими вместе с ZEMAX. Window: Позволяет выбрать из списка всех ранее открытых окон нужное окно и расположить его на экране перед другими окнами. Help: Обеспечивает доступ к справочным материалам по использованию ZEMAX.
Слайд 8
Описание слайда:
Конструктивные данные задаются в таблице редактора данных ОС (LDE – Lens Data Editor): Конструктивные данные задаются в таблице редактора данных ОС (LDE – Lens Data Editor): Surf – поверхность; Radius – радиус; Thickness – толщины; Glass – стекло; Semi-Diameter – высота; OBJ – предмет; STO – диафрагма; IMA – изображение.
Слайд 9
Описание слайда:
Апертура задается в окне «General», которое можно вызвать нажатием на кнопку «Gen» или из меню System-General: Апертура задается в окне «General», которое можно вызвать нажатием на кнопку «Gen» или из меню System-General:
Слайд 10
Описание слайда:
Угловое поле 2ώ задается в окне Field Data, которое вызывается нажатием на кнопку «Fie» или из меню System-Fields: Угловое поле 2ώ задается в окне Field Data, которое вызывается нажатием на кнопку «Fie» или из меню System-Fields:
Слайд 11
Источник: myslide.ru
Zemax OpticStudio 2022 R2.02 + crack
Zemax OpticStudio – обновленное программное обеспечение, которое особенно используется при проектировании и проведении анализа разных оптических и осветительных систем. Написана программа неким Кеном Муром. Считается первой программой с уникальным оптическим дизайном.
Предназначен для пользования на устройствах ОС Windows. Программа была разработана в девяностые годы прошлого столетия. Эта программа в большей мере используется в момент проектирования и анализа основной системы фото, связанных с объективами фотоаппаратов, а также основных систем освещения.
Пароль ко всем архивам: 1progs
В основу данного программного обеспечения легло отслеживание определенных лучей, оптических лучей, моделирование лучей через определенную оптическую систему. При помощи данной утилиты каждый может смоделировать разные оптические детали, такие как зеркала, линзы, асферические линзы и другие элементы.
Также легко разработать стандартные, точечные, дробные, рентгеновские графики. Приложение помогает смоделировать удобный эффект со световыми покрытиями поверх любых элементов. Для удобства предлагаются готовы шаблоны элементов и объективов. Специально для этого представлена большая библиотека файлов.
Источник: 1progs.ru
Пример расчета однолинзового объектива в Zemax
2013-12-23 в 13:03, admin , рубрики: Софт
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
Предположим, что наш будущий объектив будет находиться на геостационарной орбите на высоте 35 786 км. Угловое поле объектива должно быть таким, чтобы в него попадала вся Земля. Ни больше, ни меньше. Приемником будет служить фотодиод с размерами 5мм х 5мм = 25мм2. Диаметр входного зрачка (в данном случае это диаметр первой поверхности первого и единственного оптического элемента) составляет 20 мм.
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 передовой 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.
Итог
Поставленные требования выполняются. Ура! 🙂
P.S. Я еще не успел освоить весь функционал программы. Да и оптических систем я не особо много рассчитал за все время, поэтому извиняйте если что не так. Комментарии и замечания приветствуются 🙂
P.P.S. Это мой первый пост, поэтому не знал в какой топик лучше разместить. Если не прав, то подскажите куда перенести. Спасибо.
Источник: www.pvsm.ru
Zemax
Благодаря программе вы сможете быстро рассчитать сложную систему из различных дифракционных решеток, стекол и линз. Программа имеет простой, понятный интерфейс.
Дата обновления:
Русский язык:
Разработчик:
Версия Windows:
XP, Vista, 7, 8, 10
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.
Ключевые особенности утилиты
- утилита позволяет посмотреть информацию о зеркалах, линзах и стеклах;
- в процессе использования можно получить информацию о потери света, разрешающей способности;
- благодаря расчетам можно самостоятельно построить оптический прибор;
- все данные вводятся в таблицу в главном меню программы;
- полная совместимость со всеми версиями Windows.
Источник: iowin.net