zemax多重結構介紹
對于一些特殊系統，隨使用狀況的不同會有不同的結構參數，如變焦系統在不同焦距時，各組件之間的距離不同。設計這類系統時就需要使用zemax的多重結構。
- 常見的需使用多重結構的系統
- 變焦系統。焦距不同，參數不同。
- 消熱差系統。溫度不同，參數不同。
- 多光路系統。如 透鏡陣列、分光系統 等。
- 掃描系統。不同的掃描位置，參數不同。
- 可換組件系統。如 可換目鏡的顯微鏡。
本例中變焦系統的要求
設置基本結構參數
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構建初始結構：
插入3組鏡頭需要的9個表面，并選擇對應玻璃材料：
基本結構 -
基本參數：
設置入瞳直徑為25 mm （genral菜單中）
設置視場為 虛像高，三個視場分別選 0、 12、 17。（fileds菜單中）
（確定后彈出警告未發現視場像高所需光線，因為所有厚度參數都沒有設置造成，不影響后續設置，后面還會多次彈出。為了不再讓軟件彈出警告，將所有鏡頭表面的曲率半徑都隨便設置一個數。）
視場設置
設置光線為 F,d,C光。（wavelengths菜單中）
設置變量和評價函數
注意：平時我們令系統最后一個表面曲率使用F數解求得，來控制系統的F數。但是對于多重結構系統來說，其F數會有變化，則不能使用這個方法來控制。這時需在優化函數編輯器中使用effl操作數來控制不同情況下的焦距。
注意：鏡頭數據編輯器中有一樣顯示各表面的半孔徑，是軟件自動根據該面通過的邊緣光線計算得到的，在變焦系統中，不同變焦位置邊緣光線位置不同，所得到的孔徑大小也不同，所以要將其設置為取最大值，使其符合實際情況。
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構建多重結構參數
本例中有三個變焦位置對應三個不同結構。
打開多重結構編輯器：
editors -> multi configuration：
插入三個結構：
edit -> insert config 。
插入三個結構
在變焦系統中會變的參數為各鏡片組之間的距離，在這個系統中分別為：第一組到光闌的距離，光闌到第二組的距離，第二組到第三組的距離，第三組到像面的距離 ，共4個距離可以更改。多重結構編輯器中使用4行操作數來控制，同樣使用 insert鍵來插入行。使用THIC操作數來獲得各個距離值，并將各距離值設為變量供軟件來優化（快捷鍵 Ctrl+z ）：
多重結構設置
只在多重結構編輯器輸入不同結構下有區別的量。
設置優化目標
打開優化函數編輯器（merit function editor）
使用了多重結構后，優化函數編輯器中自動多了一行CONF操作數，此操作數表示選擇一個結構，后續操作都是對當前選定的結構有效，直至重新擺選擇一個結構。-
基礎優化設置：
優化函數使用 均方根 離散斑 方法。
玻璃材料的中心和邊緣厚度為2，最大為8。
空氣間隔 中心 和 邊緣 仍為 2 ，最大為1000 。
基礎優化設置 -
設置多重結構相關優化參數
在優化函數編輯器上方插入一些空行，設置為conf操作數，并限制不同結構的焦距（設置焦距值和權重）：
設置conf操作數
設置焦距和權重
設置完成后 雙擊 刷新。
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設置鏡頭 曲率半徑，厚度 等為變量
將剩下的3組鏡頭的9個曲率半徑，6個玻璃材料的厚度 都設置為變量。
將 半孔徑值（semi-diameter） 都設置為最大值。
設置變量
進行優化
為了更好的看到優化過程中系統的變化，打開3d視圖 （3d layout）
右鍵彈出對話框進行設置，使多重結構同時顯示：
打開優化窗口（ optimization），勾選自動更新（auto update），開始優化（automatic）。
幾分鐘后出現優化結果，然而厚度有負值。顯然不正確。為了避免厚度出現負值，將厚度均設為10（任意正值）。
因為所有參數都是任意設置的，和全局最優解差距很大，為了跳過局部最優解直接得到全局最優解，采用垂軸優化（hammer optimization）來優化。
經過數十個小時優化后，優化還沒結束，不過數據已經兩個多小時沒有更新，可認為是全局最優解：
end
