ZEMAX | 如何用 ZOS-API 创建用户自定义分析-ZEMAX光学设计软件-光子与光学仿真分析-软服之家

OpticStudio可用的应用程序接口 (ZOS-API) 允许使用最新的软件技术连接和定制应用程序。本文展示了如何使用ZOS-API创建定制的用户分析。

作者 Thomas Pickering

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简介

ZOS-API是一个基于COM，来源于.NET库的接口，为用户提供了用多种语言编程的能力，包括C++、Python和Matlab。

在本文中，我们将重点讨论有限访问类型的自定义分析模式。此模式链接到单个分析窗口，并用于填充自定义分析所需的数据。数据将被显示在OpticStudio图形窗口中。与自定义操作数模式类似，该模式只允许更改当前系统的副本。用户分析可以使用C++ (COM) 或 C# (.NET)编写——这取决于用户使用这两种语言的偏好。

新建样本模板

为了用 C# 编写自定义分析，我们需要选择 编程 (Programming) … C# …自定义分析 (User Analysis) 。

Windows资源管理器会打开文件夹 {Zemax}\ZOS-API Projects\CSharpUserAnalysisApplication1。您的默认 C# 开发程序也将打开，该程序包含一个样板代码，可以作为任何用户自定义分析的基础。

修改镜头数据编辑器

我们将为位于 {Zemax}\Samples\Sequential\Objectives\Double Gauss 28 degree field.zmx 的示例文件创建此用户分析。

计划以每次增加 10 um 的步骤变化表面 6 的表面厚度+/- 1mm，并研究在30、40和 50 cycles/mm 时调制传递函数 (MTF) 的改变。

首先，在代码的顶部添加3行。我们需要设置名称空间，然后在不指定完整路径的情况下使用内部接口。

using ZOSAPI.Editors.MFE;using ZOSAPI.Editors;using ZOSAPI.Tools.General;

然后找到“//Add your custom code here… ”，并开始编码。更改窗口标题，读入镜头数据编辑器 (LDE) 并声明数组来保存数据。

// Add your custom code here...TheAnalysisData.WindowTitle = "MTF vs. Thickness";ILensDataEditor TheLDE = TheSystem.LDE;ILDERow surf6 = TheLDE.GetSurfaceAt(6);

double[] MTFs30 = new double[201];double[] MTFs40 = new double[201];double[] MTFs50 = new double[201];double[] surf6Thic = new double[201];

请记住，C# 是强类型的，这表明我们必须在声明变量时指定它的数据类型。

设置评价函数编辑器

接下来，添加3个操作数，将其改为MTFS（调制传递函数，矢状面），将采样（参数1）设置为 64 x 64，频率（参数4）设置为 30、40 和 50 cycles/mm 。由于这些代码指令非常相似，使用复制和粘贴 (Ctrl+C, Ctrl+V) 来减少作业量。

IMeritFunctionEditor TheMFE = TheSystem.MFE;IMFERow Operand_1 = TheMFE.AddOperand();Operand_1.ChangeType(MeritOperandType.MTFS);IEditorCell Op1Samp = Operand_1.GetOperandCell(MeritColumn.Param1);Op1Samp.IntegerValue = 2;  IEditorCell Op1Freq = Operand_1.GetOperandCell(MeritColumn.Param4);Op1Freq.DoubleValue = 30;

IMFERow Operand_2 = TheMFE.AddOperand();Operand_2.ChangeType(MeritOperandType.MTFS);IEditorCell Op2Samp = Operand_2.GetOperandCell(MeritColumn.Param1);Op2Samp.IntegerValue = 2;IEditorCell Op2Freq = Operand_2.GetOperandCell(MeritColumn.Param4);Op2Freq.DoubleValue = 40;

IMFERow Operand_3 = TheMFE.AddOperand();Operand_3.ChangeType(MeritOperandType.MTFS);IEditorCell Op3Samp = Operand_3.GetOperandCell(MeritColumn.Param1);Op3Samp.IntegerValue = 2;IEditorCell Op3Freq = Operand_3.GetOperandCell(MeritColumn.Param4);Op3Freq.DoubleValue = 50;

用循环来计算分析数据点

在计算评价函数之前，要用数据填充阵列，改变表面 6 的厚度并运行快速对焦。然后我们可以在其各自的数据数组中写入每个操作数值。

double step = 0.01;surf6.Thickness = surf6.Thickness - 100 * step;for (int i = 0; i < 201; i++){surf6.Thickness = surf6.Thickness + step;surf6Thic[i] = surf6.Thickness;

quickFocus = TheSystem.Tools.OpenQuickFocus();quickFocus.Criterion = QuickFocusCriterion.SpotSizeRadial;quickFocus.UseCentroid = true;quickFocus.RunAndWaitForCompletion();quickFocus.Close();

TheMFE.CalculateMeritFunction();
MTFs30[i] = Operand_1.Value;MTFs40[i] = Operand_2.Value;MTFs50[i] = Operand_3.Value;}

为结果绘图

最后，使用TheAnalysisData创建一个特定的图形类型并填充数据。如果您曾经使用DDE创建过用户分析，那么您会发现通过ZOS-API进行绘图会更加直接和灵活。

IUser2DLineData linePlot = TheAnalysisData.Make2DLinePlot("MTF vs. Surface 6 Thickness", 201, surf6Thic);linePlot.AddSeries("MTF 30 cycles/mm", ZemaxColor.Color1, 201, MTFs30);linePlot.AddSeries("MTF 40 cycles/mm", ZemaxColor.Color2, 201, MTFs40);linePlot.AddSeries("MTF 50 cycles/mm", ZemaxColor.Color3, 201, MTFs50);linePlot.XLabel = "Surface 6 Thickness [mm]";linePlot.YLabel = "MTF";

目前有四种类型的数据可以计算和显示：