zemax光学设计坐标断点怎么使用？

在Zemax光学设计中，坐标断点（Coordinate Breaks）的使用涉及多个方面，包括理解坐标系、插入坐标断点、设置参数以及注意事项等。以下是对Zemax光学设计坐标断点使用的详细解释：

一、理解Zemax坐标系

Zemax使用的是右手坐标系，其中：

• 大拇指方向代表Z轴；
• 四指指向代表Y轴；
• 四指弯曲指向手心方向代表X轴正向。

在序列模式下，每个表面都是参考其前面的表面顶点坐标系，每个表面的厚度决定下一个表面的位置。

二、插入坐标断点

在需要使用坐标断点的位置，可以通过以下步骤插入：

1. 在任意一个表面上单击右键，打开此表面的特性对话框。
2. 找到“Tilt/Decenter”标签，这个标签下的功能相当于在一个面前后添加两个坐标断点面。一个位于该表面前，一个位于该表面后。

三、设置参数

在坐标断点面上，可以设置偏心（X、Y方向）和倾斜（X、Y、Z方向）参数。这些参数决定了新的局部坐标系的相对位置和方向。

1. 偏心参数：包括X偏心和Y偏心，用于定义表面在X和Y方向上的偏移量。
2. 倾斜参数：包括X倾斜、Y倾斜和Z倾斜，用于定义表面在X、Y和Z方向上的旋转角度。

此外，还有一个“order”标记项，用于决定先进行偏心操作还是先进行倾斜操作。如果设置为0，Zemax会首先进行X和Y的偏心操作，然后再进行倾斜操作。如果设置为其他值（如1），则会改变操作的顺序。

四、注意事项

1. 虚拟表面：坐标断点会生成虚拟表面，这些虚拟表面在光路图中通常不会显示出来，也不会作为加工图纸的一部分。它们仅用于定义新的局部坐标系。
2. 单位一致性：在设置偏心参数时，需要注意单位的一致性。如果系统设置镜头的单位是毫米（mm），那么偏心的单位也应该是毫米。
3. 全局坐标与局部坐标：在使用坐标断点时，需要清楚地区分全局坐标和局部坐标。全局坐标是系统默认的坐标系，而局部坐标是相对于前一个表面定义的。可以通过修改全局坐标参考面来改变全局坐标系的原点。
4. 避免过度使用：虽然坐标断点功能强大，但过度使用会增加系统的复杂性。因此，在可能的情况下，尽量通过调整元件的位置和倾斜角度来实现相同的设计效果。

五、实例应用

假设要设计一个具有倾斜特性的光学元件，如一个倾斜的平面镜。可以使用坐标断点来实现这一设计：

1. 在透镜数据编辑器中插入平面镜及其前后的坐标断点面。
2. 在坐标断点面上设置所需的倾斜参数（如绕X轴旋转一定角度）。
3. 通过光线追迹来验证设计效果，确保光线按照预期的方向反射。

综上所述，Zemax光学设计中的坐标断点功能是一个强大的工具，可以帮助设计师实现复杂的光学系统设计需求。在使用时，需要仔细考虑参数设置和注意事项，以确保设计的准确性和可行性。