如何在ZEMAX和MATLAB之间通信

原作：Derek Griffith

本文内容：

1如何在MATLAB和ZEMAX中设置通信链接

2如何为MATLAB设置ZEMAX DDE 工具箱

3常见问题及解答

Zemax and Matlab : 强大的配对

Zemax具有内置的DDE(动态数据交换)服务器，因而允许其他的windows程序和zemax函数之间建立链接。如果你用譬如C++之类的编程语言来编写一个zemax DDE应用，那将是一件非常复杂的事情。另一种选择是选择一种脚本语言，比如说tcl,python和matlab。Matlab是不错的选择，因为它有大量的处理和可视化科学与工程数据的函数。Matlab也有工具箱在一些更加专业和学科性的领域来扩展它的能力。

那么，什么是DDE?

DDE是windows的一种协议来允许不同应用之间的通信。

DDE通信有一些模式，最简单的就是数据串之间的交换。两个应用中的一个必须把自己设置为服务器。Zemax此时就是服务器，所以你要做的事情就是打开zemax。你一旦启动了zemax，dde服务器就已经就绪并等待客户机来连接和请求服务。此时的客户机就是matlab。

从matlab连接到zemax

如果你查阅zemax手册中的“Zemax Extensions”章中的The Data Items部分，你会看到许多不同的你可以用matlab(或者其他的客户机)发送到zemax的请求命令。手册里还记录了zemax会返回给客户机的回复信息。这些请求可能是为了让zemax运行一个特别的函数或者计算，挥着仅仅是为了发送当前存储在zemax DDE服务器上的透镜数据。

有一点需要注明。Zemax总会将存在DDE服务器中的透镜数据复制一份给zemax的LDE用户。这个方法很不错，因为你不会希望一些DDE客户机未经预料的进入zemax并改变了你的透镜数据。有一些函数能直接把LDE中的透镜数据复制到DDE服务器中或者反过来也可。PushLens项指导zemax来把DDE服务器中的透镜数据复制给LDE，GetRefresh项会把LDE中的数据复制到DDE服务器中。当你在matlab中开发你的应用时，追踪你的数据并注意如何运用PushLens 和 GetRefresh是非常重要的。

从zemax的preferences对话框中，你能控制哪个扩展程序(此时是matlab)能让zemax把透镜数据从DDE服务器中发送到LDE中去。选择EDITORS标签，找到Allow Extensions to Push Lenses复选框。见下图：

Matlab有一些基础函数来执行DDE客户机操作。他们包括：

ddeinit -这个函数用来初始化DDE对话

ddereq -用来从DDE服务器中请求数据

ddeterm -结束DDE链接

基本的从matlab连接到zemax的顺序是：

1启动zemax和matlab

2使用ddeinit函数初始化DDE链接

3使用ddereq函数发送给zemax请求和接受其回复

4用ddeterm函数结束链接

Ddereq函数是以文本模式使用的，也就是说，你发送给zemax数据和接收到的回复都是字符串。为了把字符串变成更有用的类型(浮点型，双精度型，整型等)，你要用到sscanf或其他函数来进行字符串变换，比如str2num函数。

你可以通过下载zemax dde toolbox来减少一些努力。这个工具箱是GPL下的开放资源，并且实现了zemax手册中zemax extensions记录的每一个数据项条目的功能。工具箱中相应的matlab函数有和数据项一样的名字，但是前缀是z。下面是开始的步骤：

1下载工具箱文件(zip文件)

2解压，并将解压后的文件放在磁盘上的任何位置，命名为MZDDE。

3启动zemax和matlab

4把MZDDE目录加入到matlab路径中以使matlab找到新函数(文件菜单>选择set path)

5如果你在matlab中键入help medde，你会得到一列关于所有工具箱中的函数和简短的描述的清单。如果是这样，那么你就可以使用工具箱 了。

6使用zDDEInit函数打开到zemax的DDE连接。这一步很重要，如果你在试图执行其他调用前不这么做，matlab会发布一个冗长的错误信息以表示一些麻烦已经发生了。你应该联系你的数学技术支持人员。如果有这样的提示的话，直接忽略，然后调用zDDEInit。

7需要的话可以调用工具箱中其他的函数。如果你要和zemax用户接口直接联系的话，使用zPushLens 和 zGetRefresh是非常明智的。当然，你也可以从matlab命令行来调用这些函数，或者把它们编入你的matlab函数和脚本里。

8调用zDDEClose来结束。在大多