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。
`#8k Jt =>evkaj 目录
<%m1+%mA. 第1章 几何光学基本定律与成像基本概念 1
%la1-r~ 1.1 几何光学的基本概念 1
r@vt.t0# 1.1.1 几何光学中的
光源与光束 1
j&Xx{ 4v 1.1.2 几何光学的基本定律 2
Wq5}LO) 1.1.3 费马原理 4
.oT'(6# 1.2 光学系统及成像的基本概念 7
74:~F)BP 1.3 Zemax的界面简介与光学建模方式 9
&k)v/ 1.3.1 Zemax的界面简介 9
J` gG`? 1.3.2 Zemax光学建模与基本计算流程 11
xDH#K0-#L 思考题 12
_-543B} 计算与证明题 12
/EP
zT7 第2章 共轴球面系统的成像理论 13
/BQqg08@L 2.1 几何光学中的符号规则 13
Is<XMR|{ 2.1.1 线段 14
UA2KY}pz5 2.1.2 角度 14
-\;0gnf{J 2.1.3 符号规则的意义 15
]$9y7Bhj. 2.1.4 符号的标注 15
p8)R#QWz9 2.2 单折射球面成像 15
IpSWg 2.2.1 实际光线单折射球面的光路计算 15
:b %2qBv 2.2.2 近轴区域单折射球面光路计算 18
|mHf7gCX 2.2.3 近轴区域单折射球面成像规律 19
8Q)|8xpYS 2.2.4 细光束大视场入射情况与场曲 23
`aG_ m/7| 2.3 共轴球面系统成像 25
G}+@C] 2.3.1 共轴球面系统近轴区域的转面过渡公式 26
v@q&B|0 2.3.2 共轴球面系统近轴像面位置计算 27
U.I
w/T-5 2.4 单个反射球面的成像 29
C,$o+q*)W9 2.5 Zemax中的像差评价与镜面参数设置 31
>1Hv c7DP 2.5.1 Spot Diagram与Ray Aberration简介 31
/d:hW4}<}. 2.5.2 纯离焦 35
_Y]Oloo(' 2.5.3 纯球差 37
B&B:P 2.5.4 球差和离焦 39
]adgOlM 2.5.5 自动优化设计概念初步 40
tvFe_*Ck 思考题 43
QKq4kAaJ! 计算与证明题 43
K?!W9lUq 第3章 理想光学系统 45
GK1nGdT] 3.1 理想光学系统的基本理论 45
Q3&DA1b` 3.2 理想光学系统的基点、基面 46
ISFNP&&K 3.2.1 焦点、焦面与焦距 47
c^pQitPv 3.2.2 主面与主点 48
"a~r'+'< 3.2.3 节点 49
$%"hhju 3.3 理想光学系统的物像解析关系 49
ob2_=hQnC 3.3.1 物像位置计算 49
Y%0rji 3.3.2 放大率及相互关系 51
{J,"iJKop 3.4 理想光学系统的图解法 54
(GpP=lSSeY 3.5 理想光学系统的组合 58
0#8, (6 3.5.1 双光组光学系统 59
a)=|{QR>W 3.5.2 多光组光学系统正切计算法 61
m;{HlDez 3.6 透镜 63
rXMc0SPk 3.6.1 单折射球面的基点、基面与焦距 63
se2Y:v 3.6.2 透镜的基点与焦距 64
hE`d@ 3.6.3 薄透镜与薄透镜组 70
KU
oAxA 3.7 单透镜与双透镜的Zemax设计实例 72
PI`Y%! P 3.7.1 单透镜Zemax设计实例 72
'/6f2[%Y" 3.7.2 双胶合透镜Zemax设计实例 77
G"-V6CA[ 计算题 81
)uo".n|n~B 第4章 平面系统 84
^9 LoxU- 4.1 平面折射与平行平板玻璃成像性质 84
cNmAr8^} 4.1.1 平行平板的成像性质 84
wEX<[#a- 4.1.2 平行平板的等效空气层的概念 86
hHVAN3e 4.2 平面反射镜 88
pt3)yj&XE 4.2.1 平面反射镜的成像特性 89
G7+ {O7 4.2.2 平面反射镜的旋转效应 90
@sZ7Ka 4.2.3 两面角镜的成像特性 91
k\T]*A 4.3 反射棱镜 92
0)b1'xt', 4.3.1 反射棱镜的基本概念 92
hFr+K1 4.3.2 反射棱镜系统的物像坐标变换规律 94
iV?8'^ 4.3.3 反射棱镜的展开与结构尺寸计算 95
H!X*29nX 4.4 折射棱镜和楔镜 99
/.!&d^ 4.4.1 折射棱镜 99
Y%eW6Y# 4.4.2 楔镜 100
>yn]h4M 4.5 Zemax中的坐标断点 102
Yu_
eCq5/ 4.5.1 Zemax中的坐标系 102
SC4jKm2 4.5.2 坐标变换 103
G;u~H< 4.5.3 Zemax中的坐标断点设置 104
P, l
(4 4.6 光学系统中具有反射镜或者平行平板的Zemax仿真分析 106
|ZifrkD= 4.7 具有反射镜的光学系统Zemax设计方法实例——牛顿望远镜 109
vf<Dqy <M. 4.8 具有阿米西(Amici)屋脊棱镜与五棱镜组合的光学系统Zemax设计实例 112
2YWO'PL 思考题 115
kJO Z;X=9/ 计算题 116
!A%
vR\ 第5章 光学系统的光束限制 118
>.od(Fh{l| 5.1 光学系统中的孔径光阑、入射光瞳与出射光瞳 118
y_q1Y70i2r 5.1.1 孔径光阑的判断 119
GeB&S!F 5.1.2 入射光瞳与出射光瞳 121
Q#ksf
h!D 5.2 视场光阑、窗与渐晕 124
JLo E)\Mi 5.2.1 视场光阑 124
zZRLFfz<9 5.2.2 入射窗与出射窗 125
o~9*J)X5i 5.2.3 渐晕 126
AI{0;0 5.3 光学系统的景深 131
2~g-k3 5.4 Zemax中光束限制的设计方法——单透镜光束限制的设计与分析 135
:R:@V#Y 5.5 Zemax中渐晕的设计方法 140
is^R8a 5.6 Zemax的多重结构设计——反射式扫描系统设计 146
l$c/!V[3 计算题 149
UukY9n];] 第6章 光度学基础 151
v<2,OcH 6.1 光能和光度学的基本概念 151
2h*aWBLk 6.1.1 立体角的概念 151
#<m2Xo?d] 6.1.2 辐射通量、光谱光视效率与光通量 153
04v
~K 6.1.3 光亮度、发光强度、光出射度和光照度 155
B= E/|J</ 6.1.4 光学系统中光亮度和光通量的传递 159
Zj ` ;IYFG 6.2 光学系统中的光能损失分析与计算 161
g5Io=e@s 6.2.1 光学系统中的光能损失分析 162
<6+B;brh 6.2.2 光学系统的透过率计算 164
V3VTbgF 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
t4:/qy 6.3.1 相对照度 164
5?
Y(FhnIC 6.3.2 镀膜 165
l,b,U/3R. 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
KV&6v`K/N 计算题 173
z~p!7q&g 第7章 像差理论 174
r<srTHGLo 7.1 单色像差 174
}u0&> k|y 7.1.1 轴上点与轴外点像差 174
w?nSQBz$ 7.1.2 正弦差与彗差 177
X_D-K F 7.1.3 像散 180
'IIa,']H 7.1.4 场曲 181
=1|p$@L`% 7.1.5 畸变 183
[`tNa Vg 7.2 色差 184
Bv3B|D&+ 7.2.1 位置色差 184
<^KW7M}w*c 7.2.2 放大率色差 184
RX?!MDO 7.3 Zemax中的像差模拟与分析 185
Rb:?%\= 7.3.1 球差 185
&LB` 7.3.2 彗差 187
T9r6,yY 7.3.3 像散 189
j^U"GprA 7.3.4 场曲 189
-:45Q{u/ 7.3.5 畸变 191
3&M0@/ 7.3.6 色差 192
Gkfzb>_V] 第8章 实际光学系统 196
L5KcI 8.1 人眼光学系统与视光学 196
'4~I%Z7L 8.1.1 人眼的构造 196
M($GZ~ b%A 8.1.2 人眼的主要特性 197
?g@X+!RB 8.1.3 双眼立体视觉 201
/.A"HGAk 8.2 放大镜 202
&%/T4$'+Y+ 8.2.1 目视光学仪器的工作原理 203
e F}KOOfC 8.2.2 放大镜的视觉放大率 203
DXO'MZon3 8.2.3 放大镜光束限制 204
UEYJd&n0CB 8.3 望远镜 205
z/QYy)_j 8.3.1 望远镜的历史发展背景 205
0/7.RpX,. 8.3.2 望远镜的基本类型与工作原理 206
f qWme:x 8.3.3 望远镜的技术指标 207
k_?OEkgUh 8.4 显微镜 209
e!w2_6?3 8.4.1 显微镜的历史发展背景 209
I|;zGmg#k 8.4.2 显微镜的基本工作原理与技术指标 210
4JO16 8.4.3 显微镜的光束限制 211
7o!t/WEEq 8.4.4 显微镜的分辨力与有效放大率 212
pTTM(Hrx 8.5 照相机与投影仪 216
mO]dP;, 8.5.1 照相机的历史发展背景 216
K~3Y8ca 8.5.2 照相机的基本工作原理与性能参数 216
vAeVQ~ 8.5.3 投影仪的历史发展背景 220
H)dZ0n4T 8.5.4 投影仪的基本工作原理与性能参数 220
(47la$CR 8.6 光学成像系统的像质评价简介 222
}jWg&<5+z 8.7 光学传递函数、人眼模型和虚拟现实应用 223
6jm/y@|F! 8.7.1 光学传递函数像质评价基本概念 223
Z }>;@c 8.7.2 人眼的Zemax模型和在虚拟现实(VR)中的应用 225
*a{WJbau] 思考题 230
@PQd6%@ 计算题 231
7,alZ"%W 第9章 Zemax中的优化、公差与若干设计案例 233
:1gpbfW 9.1 Zemax优化方法简介 233
#(+V&<K 9.1.1 优化方法概述 233
V;J3lV< 9.1.2 光学系统数学建模 234
;}ThBb3 9.1.3 Zemax中评价函数的定义 236
-3b_}by 9.1.4 Zemax操作符的定义 237
o^owv( 9.1.5 默认评价函数 238
wHx_lsY; 9.2 Zemax公差分析简介 239
ZIh)D[n 9.3 若干光学系统设计实例 242
\ZE=WvnhZ 9.3.1 优化设计双透镜光纤对接耦合系统 243
]\}MSo3 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
UYW'pV 9.3.3 基于偏振元件的光环形器设计 264
Au(oKs< 9.3.4 库克三片式成像镜头设计 272
H}CmSo8& 9.3.5 苹果手机镜头剖析 279
"}-S%v`)z 思考与练习题 292
QJjk#*?,| 参考文献 294
AqaMi 3QdCu<eBZ
[io|qLr}\ Y5"HKW^ 作者:施跃春,陈家璧 编
Z^_zcH' 0XqxW\8_l 定 价:56
A
McZm0c` ?FR-aXx 出 版 社:电子工业出版社
H(M{hfa| j}(m$j' 出版日期:2022年03月01日
.EH1;/ YGc:84S 页 数:308
:l iDoGDi JB.U& 装 帧:平装
=2} kiLKO 3Z#WAhfS: ISBN:9787121430510
t&EY$'c N|Xm{@C