本书将
应用光学基础理论知识与
Zemax光学设计相结合。每章首先介绍理论知识,然后落实到Zemax的设计方法上进行光学设计锻炼。本书包含了几何光学成像基本概念、共轴球面系统、理想光学系统、平面系统、光阑、光度学、像差及望远镜等典型成像系统,也涉及Zemax的基本操作、优化设计等概念。在第9章给出了5个详细的Zemax设计案例,包含
光纤耦合、
透镜整形与耦合、基于棱镜的光环形器、三片式成像系统及苹果手机
镜头光学系统分析。
}B ff,q CLN+I'uX0 目录
M !{'ED 第1章 几何光学基本定律与成像基本概念 1
GDPo`#~ 1.1 几何光学的基本概念 1
x~/+RF XF 1.1.1 几何光学中的
光源与光束 1
&qRJceT( 1.1.2 几何光学的基本定律 2
DJP6TFT&G 1.1.3 费马原理 4
;&?pd"^<_Z 1.2 光学系统及成像的基本概念 7
O3%[dR 1.3 Zemax的界面简介与光学建模方式 9
1r571B*O 1.3.1 Zemax的界面简介 9
+v15[^F 1.3.2 Zemax光学建模与基本计算流程 11
>V!LitdJ 思考题 12
&1Fply7(Ay 计算与证明题 12
xjq0D[ 第2章 共轴球面系统的成像理论 13
0ar=cuDm 2.1 几何光学中的符号规则 13
k'+}92
o 2.1.1 线段 14
4P kfUMX 2.1.2 角度 14
]rW8y%yD 2.1.3 符号规则的意义 15
h0VzIuV 2.1.4 符号的标注 15
N5 n> 2.2 单折射球面成像 15
J_xG}d 2.2.1 实际光线单折射球面的光路计算 15
-7`-wu 2.2.2 近轴区域单折射球面光路计算 18
7X'y>\^w^> 2.2.3 近轴区域单折射球面成像规律 19
z\.1>/Z= 2.2.4 细光束大视场入射情况与场曲 23
_;e\:7<m 2.3 共轴球面系统成像 25
O9]\Q@M. 2.3.1 共轴球面系统近轴区域的转面过渡公式 26
1^{`lK~2 2.3.2 共轴球面系统近轴像面位置计算 27
SRz&Nb 2.4 单个反射球面的成像 29
kh?. K# 2.5 Zemax中的像差评价与镜面参数设置 31
fk3kbdI 2.5.1 Spot Diagram与Ray Aberration简介 31
#":a6%0Q 2.5.2 纯离焦 35
[Ox(. 2.5.3 纯球差 37
% vS8?nG 2.5.4 球差和离焦 39
\&q=@rJp(z 2.5.5 自动优化设计概念初步 40
-M61Mw1 思考题 43
9
5 H?{ 计算与证明题 43
kRot7-7I| 第3章 理想光学系统 45
^
KH>1!
3.1 理想光学系统的基本理论 45
V5MO} 3.2 理想光学系统的基点、基面 46
xP@/9SM 3.2.1 焦点、焦面与焦距 47
kO ![X ^V 3.2.2 主面与主点 48
cY{Nos 3.2.3 节点 49
CC8k&u, 3.3 理想光学系统的物像解析关系 49
JO1
,TtA 3.3.1 物像位置计算 49
\Ph7(ik 3.3.2 放大率及相互关系 51
h>3H7n. 3.4 理想光学系统的图解法 54
;KcFy@ 6q5 3.5 理想光学系统的组合 58
8(A{;9^g 3.5.1 双光组光学系统 59
rn" pKUd 3.5.2 多光组光学系统正切计算法 61
o'Y#H
r)/ 3.6 透镜 63
w0Ij'=: 3.6.1 单折射球面的基点、基面与焦距 63
<abKiXA" 3.6.2 透镜的基点与焦距 64
!N~*EI$ 3.6.3 薄透镜与薄透镜组 70
=`p&h}h-L 3.7 单透镜与双透镜的Zemax设计实例 72
PDC]wZd/ 3.7.1 单透镜Zemax设计实例 72
,")F[%v 3.7.2 双胶合透镜Zemax设计实例 77
nW5K[/1D 计算题 81
UqtHxEI%R~ 第4章 平面系统 84
f\}22}/ 4.1 平面折射与平行平板玻璃成像性质 84
POGw`:)A 4.1.1 平行平板的成像性质 84
8:{q8xZ=k 4.1.2 平行平板的等效空气层的概念 86
i6>R qP!69 4.2 平面反射镜 88
d=F-L 4.2.1 平面反射镜的成像特性 89
yGEb7I$h 4.2.2 平面反射镜的旋转效应 90
}O*WV 1 4.2.3 两面角镜的成像特性 91
MY F#A 4.3 反射棱镜 92
\ X$)vK 4.3.1 反射棱镜的基本概念 92
0Q1/ n2V 4.3.2 反射棱镜系统的物像坐标变换规律 94
~3=2=Uf 4.3.3 反射棱镜的展开与结构尺寸计算 95
JEHK:1^ 4.4 折射棱镜和楔镜 99
p\S8oHWe 4.4.1 折射棱镜 99
oVkr3KZ 4.4.2 楔镜 100
e1P7
.n} 4.5 Zemax中的坐标断点 102
KXe
ka 4.5.1 Zemax中的坐标系 102
Bp3L>AcVu 4.5.2 坐标变换 103
9^zx8MRXd 4.5.3 Zemax中的坐标断点设置 104
*Nlu5(z 4.6 光学系统中具有反射镜或者平行平板的Zemax仿真分析 106
F<r4CHfh; 4.7 具有反射镜的光学系统Zemax设计方法实例——牛顿望远镜 109
0<&M?^ 4.8 具有阿米西(Amici)屋脊棱镜与五棱镜组合的光学系统Zemax设计实例 112
i<iXHBs 思考题 115
,!>fmU`E4 计算题 116
8^X]z|[d2 第5章 光学系统的光束限制 118
N!m%~kS9k< 5.1 光学系统中的孔径光阑、入射光瞳与出射光瞳 118
lzfDH=& 5.1.1 孔径光阑的判断 119
G(\Ckf: 5.1.2 入射光瞳与出射光瞳 121
%fpsc_ 5.2 视场光阑、窗与渐晕 124
F=i!d,S 5.2.1 视场光阑 124
7) 0q--B 5.2.2 入射窗与出射窗 125
F5IZ"Itu( 5.2.3 渐晕 126
(C `@a/q 5.3 光学系统的景深 131
@L;C_GEa 5.4 Zemax中光束限制的设计方法——单透镜光束限制的设计与分析 135
Ab
g$W/(| 5.5 Zemax中渐晕的设计方法 140
XV5`QmB9 5.6 Zemax的多重结构设计——反射式扫描系统设计 146
MPvWCPB 计算题 149
RpN <= 第6章 光度学基础 151
0yTQ{'Cc 6.1 光能和光度学的基本概念 151
}vD;DSz: 6.1.1 立体角的概念 151
Gl>E[iO 6.1.2 辐射通量、光谱光视效率与光通量 153
<E}N=J'uJ 6.1.3 光亮度、发光强度、光出射度和光照度 155
P6we(I`"2 6.1.4 光学系统中光亮度和光通量的传递 159
{!t=n 6.2 光学系统中的光能损失分析与计算 161
P)IjL&[ 6.2.1 光学系统中的光能损失分析 162
W 5I=X]& 6.2.2 光学系统的透过率计算 164
!KDr`CV& 6.3 Zemax中相对照度、镀膜简介及序列/非序列混合模型与
照明设计实例 164
5_aw.s> 6.3.1 相对照度 164
6ZksqdP8 6.3.2 镀膜 165
:;TYL[ 6.3.3 利用序列与非序列混合模型设计一个
LED(点光源)的照明系统 167
oCA(FQ6 计算题 173
^
LbGH<#J 第7章 像差理论 174
#eLN1q&Z 7.1 单色像差 174
W.$6pzB( 7.1.1 轴上点与轴外点像差 174
4NUNOv`[{ 7.1.2 正弦差与彗差 177
d h?dO` 7.1.3 像散 180
w,
7Cr 7.1.4 场曲 181
ue9h 7.1.5 畸变 183
C8MWIX} 7.2 色差 184
i[_|%'p 7.2.1 位置色差 184
!x_t`78T 7.2.2 放大率色差 184
8m7;x/0ld 7.3 Zemax中的像差模拟与分析 185
%
$.vOFP9 7.3.1 球差 185
>)y$mc6 7.3.2 彗差 187
l0#4Fma 7.3.3 像散 189
5Hy3\_ + 7.3.4 场曲 189
^S=cNSpC 7.3.5 畸变 191
)JX$/-
RD- 7.3.6 色差 192
B _tQeM 第8章 实际光学系统 196
+ !xu{2 ! 8.1 人眼光学系统与视光学 196
kF2Qv.5! 8.1.1 人眼的构造 196
[' t8C 8.1.2 人眼的主要特性 197
sMX$Q45e 8.1.3 双眼立体视觉 201
mQ=sNZ-d] 8.2 放大镜 202
m9Il\PoTq 8.2.1 目视光学仪器的工作原理 203
ol#yjrv 8.2.2 放大镜的视觉放大率 203
]|y}\7Aa 8.2.3 放大镜光束限制 204
-%=RFgU4 8.3 望远镜 205
e?1KbJ?. 8.3.1 望远镜的历史发展背景 205
E[*0Bo] 8.3.2 望远镜的基本类型与工作原理 206
re q-Q | 8.3.3 望远镜的技术指标 207
+Y;8~+ 8.4 显微镜 209
QE*%HR' 8.4.1 显微镜的历史发展背景 209
m2ox8(sd 8.4.2 显微镜的基本工作原理与技术指标 210
\*J.\f 8.4.3 显微镜的光束限制 211
N-Z^G<[q. 8.4.4 显微镜的分辨力与有效放大率 212
%GVN4y& 8.5 照相机与投影仪 216
sL8>GtVo 8.5.1 照相机的历史发展背景 216
2_.CX(kI 8.5.2 照相机的基本工作原理与性能参数 216
e3pnk
=u 8.5.3 投影仪的历史发展背景 220
UeNF^6sWu0 8.5.4 投影仪的基本工作原理与性能参数 220
\H[Yyp4 8.6 光学成像系统的像质评价简介 222
(QKsB3X 8.7 光学传递函数、人眼模型和虚拟现实应用 223
:fW.-^"VP 8.7.1 光学传递函数像质评价基本概念 223
*F..ZS'$[ 8.7.2 人眼的Zemax模型和在虚拟现实(VR)中的应用 225
vgN@~Xa 思考题 230
?#i|>MRR> 计算题 231
>'.[G:b 第9章 Zemax中的优化、公差与若干设计案例 233
dXDXRY.FMQ 9.1 Zemax优化方法简介 233
+9jivOmK 9.1.1 优化方法概述 233
%VS 2M
#f 9.1.2 光学系统数学建模 234
2;h+;G 9.1.3 Zemax中评价函数的定义 236
_E(x2BS? 9.1.4 Zemax操作符的定义 237
@x*.5:[ 9.1.5 默认评价函数 238
p $XnOh 9.2 Zemax公差分析简介 239
DEcGFRgN~ 9.3 若干光学系统设计实例 242
$-e=tWkgv 9.3.1 优化设计双透镜光纤对接耦合系统 243
xlk5Gob* 9.3.2 优化非球面镜实现半导体
激光器与单模光纤的高效耦合 255
&AJUY()8 9.3.3 基于偏振元件的光环形器设计 264
{H'X)n$ 9.3.4 库克三片式成像镜头设计 272
f:&)" 9.3.5 苹果手机镜头剖析 279
moe/cO5a9 思考与练习题 292
03C .Xh=! 参考文献 294
X= SG 2zM-Ob<U`
vv!Bo~L1, A^t"MYX@ 作者:施跃春,陈家璧 编
@??u})^EL 8a?IC|~Pz 定 价:56
SbCJ|z#? eA1'qww"' 出 版 社:电子工业出版社
k}#@8n|b ^SgN(-QH 出版日期:2022年03月01日
d0TgqO{ |MVV +.X 页 数:308
'Z y{mq\ u!M&;QL 装 帧:平装
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VN ISBN:9787121430510
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