Zemax 模拟光栅光谱仪王忠杰、张濛、岑剡ZEMAX 是美国 Radiant Zemax 公司所发展出的光学设计软件，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是套可以运算 sequential 及 Non-Sequential 的软件。本文介绍用 Zemax 模拟光栅光谱仪的方法，其中各元件的位置数据和参数参照实际实验。打开 Zemax，进入如下界面，该界面为序列模式界面。 Zemax 分为序列模式、非序列模式、序列-非序列混合模式，其中序列模式是研究光路严格的按照从一个参照面到下一个参照面的直线顺序的情况，对于光栅光谱仪这种各元件三维非直线次第排列的情况，我们选择非序列模式来进行模拟。点击左上角下拉按钮 文件-非序列模式，选择删除所有序列模式数据并进入纯非序列模式，进入页面：其中 objective type 为元件类型，后面有各项参数，如 x、y、z 坐标等。Null object 即“无”的意思。要模拟的 CCD 光栅光谱仪结构如图：从左到右依次是：矩形光源-透镜-狭缝-平面反射镜-球面反射镜-光栅-球面反射镜-探测器。上述光栅的最终结果如图按下菜单栏下的 L3n 按钮，即可调出如上图的原件分布，其中向右为 z 方向，向上为 y 方向，垂直纸面向外为 x 方向。在该视图中可以实现放大-缩小，旋转来观察系统等功能。按下 L3n 旁的 LSn 按钮，可看到上了色的 3D 实际系统图像。下面在非序列模式中构造上述光栅。点击非序列部件编辑中的第一个面，按 Insert 键即可在其后再插入一个面。1. 插入矩形光源：实验中所用的汞灯实际上是矩形光源，右击第一个面的 Objective type，进入如下界面点开“类型”下拉按钮，选择 Sourse Rectangle每个面后都有参数可以调整 x、y、z 坐标及绕 x、y、z 轴旋转的角度，我们在模拟实际实验的情况下模拟光栅，其中光源面的参数如下（长度的单位为 mm）：未提及的参数都为默认值 0.其中 Layout Rays 为在 L3n、LSn 视图中所追迹的光线数目，只表示在 3d 显示时画出的光线数目，对实际光路无影响。Power 为所选光线的功率，X、Y halfwidth 为矩形光源的 x、y 方向半宽。点击菜单栏下的 Wav 按钮输入两波长为 577nm 和 579nm，为汞灯双黄线，后方权重可调整二者比例。调整好后，矩形光源发出的光波长即被确定。2. 插入透镜：将第二个面的面类型选为 Standard Lens，输入透镜数据。Material 栏输入 BK7 为所采用的玻...
