基于Zemax的应用光学教程（施跃春、陈家璧）

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。 v%Wx4v@%SE  
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目录 Uix6GT;  
第1章  几何光学基本定律与成像基本概念    1 (h:Rh  
1.1  几何光学的基本概念    1 fFQ|T:vm  
1.1.1  几何光学中的光源与光束    1 4j)tfhwd8  
1.1.2  几何光学的基本定律    2 qx%}knB  
1.1.3  费马原理    4 qP<Lr)nUH  
1.2  光学系统及成像的基本概念    7 $MJm*6h  
1.3  Zemax的界面简介与光学建模方式    9 ~Jf{4*>y  
1.3.1  Zemax的界面简介    9 j&k6O1_  
1.3.2  Zemax光学建模与基本计算流程    11 )p*}e8
L  
思考题    12 .9.2Be  
计算与证明题    12 yr,=.?C-  
第2章  共轴球面系统的成像理论    13 av~5l4YL  
2.1  几何光学中的符号规则    13 5xL~`-IA&v  
2.1.1  线段    14 }NB}"%2  
2.1.2  角度    14
<F04GO\  
2.1.3  符号规则的意义    15 zP<pEI  
2.1.4  符号的标注    15 0
8*v~(T  
2.2  单折射球面成像    15 P9 Z}H(?C  
2.2.1  实际光线单折射球面的光路计算    15 }\C-} Q  
2.2.2  近轴区域单折射球面光路计算    18 6^DR0sO  
2.2.3  近轴区域单折射球面成像规律    19 64 5z#_}C$  
2.2.4  细光束大视场入射情况与场曲    23 MHa#?Q9  
2.3  共轴球面系统成像    25 Dl}$pN  
2.3.1  共轴球面系统近轴区域的转面过渡公式    26 Dwzg/
F(  
2.3.2  共轴球面系统近轴像面位置计算    27 33}oO,}t,  
2.4  单个反射球面的成像    29 C`q@X(_  
2.5  Zemax中的像差评价与镜面参数设置    31 %;D.vKoh  
2.5.1  Spot Diagram与Ray Aberration简介    31 `jOX6_z?I  
2.5.2  纯离焦    35 <m'ow  
2.5.3  纯球差    37 +]Y,
q w  
2.5.4  球差和离焦    39 yDGVrc'  
2.5.5  自动优化设计概念初步    40 A= w9V  
思考题    43 Fgh]KQ/5  
计算与证明题    43 5scEc,JCi  
第3章  理想光学系统    45 `He,p -  
3.1  理想光学系统的基本理论    45 0#MqD[U(  
3.2  理想光学系统的基点、基面    46 jq!tT%o*B  
3.2.1  焦点、焦面与焦距    47 [ Fz`D/  
3.2.2  主面与主点    48 F;>!&[h}G  
3.2.3  节点    49 9VbOQ{8  
3.3  理想光学系统的物像解析关系    49  E6WA}_  
3.3.1  物像位置计算    49 ?^N3&ukkyo  
3.3.2  放大率及相互关系    51 Ot`VR&}  
3.4  理想光学系统的图解法    54 12+>5BA  
3.5  理想光学系统的组合    58 ^urDoB:  
3.5.1  双光组光学系统    59 <wAFy>7  
3.5.2  多光组光学系统正切计算法    61 iya"ky~H  
3.6  透镜    63 I&YSQK:b  
3.6.1  单折射球面的基点、基面与焦距    63 9`9R!=NM  
3.6.2  透镜的基点与焦距    64 fYW6b[
lI  
3.6.3  薄透镜与薄透镜组    70 -! K-Htb-  
3.7  单透镜与双透镜的Zemax设计实例    72 w[ ~#av9  
3.7.1  单透镜Zemax设计实例    72 ^53r/V}%  
3.7.2  双胶合透镜Zemax设计实例    77 jkvg
oxY  
计算题    81 0c#/hFn  
第4章  平面系统    84 C7O6qpO  
4.1  平面折射与平行平板玻璃成像性质    84 -(bkr+N  
4.1.1  平行平板的成像性质    84 b2FO$Os  
4.1.2  平行平板的等效空气层的概念    86 Ft!],n-n*  
4.2  平面反射镜    88 <=,6p>Eo[  
4.2.1  平面反射镜的成像特性    89 ny54XjtG,  
4.2.2  平面反射镜的旋转效应    90 NrJKbk^4u/  
4.2.3  两面角镜的成像特性    91 9tqF8pb7v  
4.3  反射棱镜    92 %?Ev|:i`@  
4.3.1  反射棱镜的基本概念    92 7!N2-6GV  
4.3.2  反射棱镜系统的物像坐标变换规律    94 &kpwo )  
4.3.3  反射棱镜的展开与结构尺寸计算    95 #KiRfx4G  
4.4  折射棱镜和楔镜    99
y? co|  
4.4.1  折射棱镜    99 YGsWu7dG  
4.4.2  楔镜    100 )[|3ZP`  
4.5  Zemax中的坐标断点    102 >MvDVPi~+  
4.5.1  Zemax中的坐标系    102 Y
"wUt &  
4.5.2  坐标变换    103 z.I9wQ]X[  
4.5.3  Zemax中的坐标断点设置    104 pLzk   
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 :dqn h  
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 5O6hxcMjT  
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 
v@d  
思考题    115 NSDv;|f  
计算题    116 0p\@!Z H  
第5章  光学系统的光束限制    118 ` 5C~  
5.1  光学系统中的孔径光阑、入射光瞳与出射光瞳    118 Ck|8qUz-  
5.1.1  孔径光阑的判断    119 b 'pOJ
S  
5.1.2  入射光瞳与出射光瞳    121 6efnxxY}sa  
5.2  视场光阑、窗与渐晕    124 &HY+n) o  
5.2.1  视场光阑    124 dB5b@9*  
5.2.2  入射窗与出射窗    125 d
8x\  
5.2.3  渐晕    126 PxS8 n?y  
5.3  光学系统的景深    131 1[vi.  
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 v*[.a#1^  
5.5  Zemax中渐晕的设计方法    140 JC3m.)/  
5.6  Zemax的多重结构设计——反射式扫描系统设计    146 =Yt R`  
计算题    149 ]V#M%0:Q82  
第6章  光度学基础    151 [n$BRk|  
6.1  光能和光度学的基本概念    151 ^~A>8CQOU  
6.1.1  立体角的概念    151 i|m3mcI%2  
6.1.2  辐射通量、光谱光视效率与光通量    153 6<ZkJ:=  
6.1.3  光亮度、发光强度、光出射度和光照度    155 5x>}O3Q_  
6.1.4  光学系统中光亮度和光通量的传递    159 K]9"_UnN  
6.2  光学系统中的光能损失分析与计算    161 n0e1k.A  
6.2.1  光学系统中的光能损失分析    162 }-6)gWe  
6.2.2  光学系统的透过率计算    164 9amaL~m  
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 :65~[$2  
6.3.1  相对照度    164 @>U-t{W  
6.3.2  镀膜    165 xsMBC  
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 9BuSN*4  
计算题    173 <>aw 1WM+  
第7章  像差理论    174 7!JQB
 
7.1  单色像差    174 -B$2\ZE  
7.1.1  轴上点与轴外点像差    174 vCwe'q`1  
7.1.2  正弦差与彗差    177 6Z%U`,S  
7.1.3  像散    180 N/K.%<h  
7.1.4  场曲    181 -#HA"7XOE  
7.1.5  畸变    183 d>t<_}  
7.2  色差    184 Rw:*'1  
7.2.1  位置色差    184 ~S7D>D3S  
7.2.2  放大率色差    184 ?TKRjgW`@_  
7.3  Zemax中的像差模拟与分析    185 w_{wBL[3e  
7.3.1  球差    185 n@,G8=J?  
7.3.2  彗差    187 `.Qi?* ^  
7.3.3  像散    189 Evjj"h&0J  
7.3.4  场曲    189 cj'}4(  
7.3.5  畸变    191 cbT7CG  
7.3.6  色差    192 ,~]tg77  
第8章  实际光学系统    196 *5^Q7``  
8.1  人眼光学系统与视光学    196 aD$v2)RR  
8.1.1  人眼的构造    196 uW}s)j.  
8.1.2  人眼的主要特性    197 4k@5/5zsM  
8.1.3  双眼立体视觉    201 /Id%_,}Kb  
8.2  放大镜    202 OD6\Mr2=  
8.2.1  目视光学仪器的工作原理    203 lUvpszH=  
8.2.2  放大镜的视觉放大率    203 8Y7Q+p|O  
8.2.3  放大镜光束限制    204 tE`u(B,  
8.3  望远镜    205 m1Mt#@,$  
8.3.1  望远镜的历史发展背景    205 Pf\D-1gi  
8.3.2  望远镜的基本类型与工作原理    206 ]X ?7ZI^  
8.3.3  望远镜的技术指标    207 jGpN,/VQa  
8.4  显微镜    209 s pp f  
8.4.1  显微镜的历史发展背景    209 I ,z3xU  
8.4.2  显微镜的基本工作原理与技术指标    210 yooX$  
8.4.3  显微镜的光束限制    211 OZ~5*v  
8.4.4  显微镜的分辨力与有效放大率    212 9E"vN  
8.5  照相机与投影仪    216 LH8 fBhw  
8.5.1  照相机的历史发展背景    216 h_+dT  
8.5.2  照相机的基本工作原理与性能参数    216 [8*jw'W|[  
8.5.3  投影仪的历史发展背景    220 +>{Y.`a;Jo  
8.5.4  投影仪的基本工作原理与性能参数    220 rFj-kojg  
8.6  光学成像系统的像质评价简介    222 t7j);W%e6  
8.7  光学传递函数、人眼模型和虚拟现实应用    223 F.=2u"[*&  
8.7.1  光学传递函数像质评价基本概念    223 G(G{RAk>  
8.7.2  人眼的Zemax模型和在虚拟现实（VR）中的应用    225 UVd7 JGR  
思考题    230 'z%o16F)L  
计算题    231 1]@}|  
第9章  Zemax中的优化、公差与若干设计案例    233 n O\"HLM  
9.1  Zemax优化方法简介    233 V4'YWdTi  
9.1.1  优化方法概述    233 5BlR1
*  
9.1.2  光学系统数学建模    234 UJCYs`y  
9.1.3  Zemax中评价函数的定义    236 c*L0@Ak%  
9.1.4  Zemax操作符的定义    237 $+Z)  
9.1.5  默认评价函数    238 GycSwQ ,  
9.2  Zemax公差分析简介    239 $JMXV  
9.3  若干光学系统设计实例    242 \%f q  
9.3.1  优化设计双透镜光纤对接耦合系统    243 =,_ +0M9  
9.3.2  优化非球面镜实现半导体激光器与单模光纤的高效耦合    255 |ZRagn30  
9.3.3  基于偏振元件的光环形器设计    264 pgQV/6  
9.3.4  库克三片式成像镜头设计    272 0Tx{3#  
9.3.5  苹果手机镜头剖析    279 ]v]qChZHd  
思考与练习题    292 %'s>QF]'  
参考文献    294 3TY5;6  
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N`L0Vd  
1
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作者:施跃春,陈家璧 编 P(,p'I;j  
Vr^n1sgE}r  
定  价:56 XBb~\p3y  
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出 版 社:电子工业出版社 GzI yP(U  
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出版日期:2022年03月01日 X.f>'0i  
R3;Tk^5A  
页  数:308 ND>r#(_\  
xp}hev^@$  
装  帧:平装 _m gHJ0v'  
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ISBN:9787121430510 <UV1!2nv*  
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