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。
\7*`}& !Ta>U^7 目录
bAx?&$ 第1章 几何光学基本定律与成像基本概念 1
8}(]]ayl 1.1 几何光学的基本概念 1
%$DI^yS 1.1.1 几何光学中的
光源与光束 1
`ta7Gc/:UY 1.1.2 几何光学的基本定律 2
~^cMys |' 1.1.3 费马原理 4
28=O03q 1.2 光学系统及成像的基本概念 7
F_4n^@M 1.3 Zemax的界面简介与光学建模方式 9
{,L+1h 1.3.1 Zemax的界面简介 9
Kde9
$ 1.3.2 Zemax光学建模与基本计算流程 11
wT{nu[=GH* 思考题 12
,tg0L$qC 计算与证明题 12
3Gip<\$v 第2章 共轴球面系统的成像理论 13
b?'yAXk 2.1 几何光学中的符号规则 13
+U3m#Y )k 2.1.1 线段 14
NG6& :4! 2.1.2 角度 14
Q6r7.pk"SU 2.1.3 符号规则的意义 15
RG4 sQ0 2.1.4 符号的标注 15
L~KM=[cn 2.2 单折射球面成像 15
|.3DD"* 2.2.1 实际光线单折射球面的光路计算 15
_x5 3g
A 2.2.2 近轴区域单折射球面光路计算 18
T'b_W,m~,u 2.2.3 近轴区域单折射球面成像规律 19
\~_9G{2? 2.2.4 细光束大视场入射情况与场曲 23
mtjh` 2.3 共轴球面系统成像 25
)<Hd T 2.3.1 共轴球面系统近轴区域的转面过渡公式 26
nxl[d\ap+n 2.3.2 共轴球面系统近轴像面位置计算 27
&EnuE0BD 2.4 单个反射球面的成像 29
L5\WpM= 2.5 Zemax中的像差评价与镜面参数设置 31
x>Jr_A( 2.5.1 Spot Diagram与Ray Aberration简介 31
k{Aj^O3gD 2.5.2 纯离焦 35
Zp#v Hs 2.5.3 纯球差 37
g"> {9YE 2.5.4 球差和离焦 39
'3 ^+{=q 2.5.5 自动优化设计概念初步 40
~Onoe $A[< 思考题 43
Y(cGk#0 计算与证明题 43
"^]cQ"A 第3章 理想光学系统 45
q')R4=0
K 3.1 理想光学系统的基本理论 45
P->y_4O 3.2 理想光学系统的基点、基面 46
^R@j=_8} 3.2.1 焦点、焦面与焦距 47
uF3qD|I\ 3.2.2 主面与主点 48
'u1?tQ=gmk 3.2.3 节点 49
8M`#pN^ 3.3 理想光学系统的物像解析关系 49
Z LD}a:s 3.3.1 物像位置计算 49
v7`HQvQEz= 3.3.2 放大率及相互关系 51
>lIk9| 3.4 理想光学系统的图解法 54
}7.PH'.8 3.5 理想光学系统的组合 58
I=NZokfS 3.5.1 双光组光学系统 59
[E
] E 3.5.2 多光组光学系统正切计算法 61
|UxG $M( 3.6 透镜 63
1wP- 3.6.1 单折射球面的基点、基面与焦距 63
_}En/V_ 3.6.2 透镜的基点与焦距 64
ksN+?E4w 3.6.3 薄透镜与薄透镜组 70
^~A>8CQOU 3.7 单透镜与双透镜的Zemax设计实例 72
i|m3mcI%2 3.7.1 单透镜Zemax设计实例 72
iS<I0\D 3.7.2 双胶合透镜Zemax设计实例 77
%&Q$dzgb_ 计算题 81
81i655!Z 第4章 平面系统 84
McQe1 4.1 平面折射与平行平板玻璃成像性质 84
Z7?~S2{c 4.1.1 平行平板的成像性质 84
vt9)pMs 4.1.2 平行平板的等效空气层的概念 86
C-H@8p?T 4.2 平面反射镜 88
W0]gLw9* 4.2.1 平面反射镜的成像特性 89
?CA, 4.2.2 平面反射镜的旋转效应 90
F;<xnC{[ 4.2.3 两面角镜的成像特性 91
#: [<iSk 4.3 反射棱镜 92
W!>.$4Q9 4.3.1 反射棱镜的基本概念 92
oT>(V]*5 4.3.2 反射棱镜系统的物像坐标变换规律 94
L');!/: 4.3.3 反射棱镜的展开与结构尺寸计算 95
k<\$OoOZ 4.4 折射棱镜和楔镜 99
%eO0wa$a 4.4.1 折射棱镜 99
.ODR ]7{ 4.4.2 楔镜 100
N/K.%<h 4.5 Zemax中的坐标断点 102
t8+X%-r 4.5.1 Zemax中的坐标系 102
0PrLuejz 4.5.2 坐标变换 103
-u8NF_{c 4.5.3 Zemax中的坐标断点设置 104
ssN6M./6 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
@0u~?!g@ 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
x-?Sn' 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
[6XF=L,! 思考题 115
fV'ZsJ N 计算题 116
csW43& 第5章 光学系统的光束限制 118
u2?|Ue@[ 5.1 光学系统中的孔径光阑、入射光瞳与出射光瞳 118
Y*vW!yu 5.1.1 孔径光阑的判断 119
Ot6aRk 5.1.2 入射光瞳与出射光瞳 121
MfWyc_ 5.2 视场光阑、窗与渐晕 124
S-|)QGxV6 5.2.1 视场光阑 124
`,(,tn_ 5.2.2 入射窗与出射窗 125
?qWfup\S 5.2.3 渐晕 126
= < oBgD0k 5.3 光学系统的景深 131
4k@5/5zsM 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
<yH4HY 5.5 Zemax中渐晕的设计方法 140
CyXRi}W. 5.6 Zemax的多重结构设计——反射式扫描系统设计 146
='Y!+ 计算题 149
?I~()]k5 第6章 光度学基础 151
6U R2IxbE 6.1 光能和光度学的基本概念 151
2
Cv4=S 6.1.1 立体角的概念 151
\S!e![L/ 6.1.2 辐射通量、光谱光视效率与光通量 153
S9~+c 6.1.3 光亮度、发光强度、光出射度和光照度 155
jGpN,/VQa 6.1.4 光学系统中光亮度和光通量的传递 159
s pp f 6.2 光学系统中的光能损失分析与计算 161
zM(vr"U 6.2.1 光学系统中的光能损失分析 162
xY^%&n 6.2.2 光学系统的透过率计算 164
9|gr0~j 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
mSb#Nn6W 6.3.1 相对照度 164
A"G
1^8wvX 6.3.2 镀膜 165
'DL`Ee\ 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
V#S9H!hm$ 计算题 173
K)DDk9* 第7章 像差理论 174
P>NF.BCq 7.1 单色像差 174
rFj-kojg 7.1.1 轴上点与轴外点像差 174
<?riU\-]y 7.1.2 正弦差与彗差 177
%~2YE 7.1.3 像散 180
#x 177I\ 7.1.4 场曲 181
f-`)^5E 7.1.5 畸变 183
#\ X#w<\? 7.2 色差 184
y+c|vdW% 7.2.1 位置色差 184
:?g:~+hfO 7.2.2 放大率色差 184
pH"#8O& 7.3 Zemax中的像差模拟与分析 185
K,:cJ 7.3.1 球差 185
5?3Me59 7.3.2 彗差 187
A|X">,A 7.3.3 像散 189
KmA;HiH%J 7.3.4 场曲 189
/2=#t-p+ 7.3.5 畸变 191
mR?5G:W~R 7.3.6 色差 192
%)/P^9I6 第8章 实际光学系统 196
hp 5|@ 8.1 人眼光学系统与视光学 196
C(#u[8 8.1.1 人眼的构造 196
a!"$~y$* 8.1.2 人眼的主要特性 197
@M_oH:GV 8.1.3 双眼立体视觉 201
0 Tx{3# 8.2 放大镜 202
]v]qChZHd 8.2.1 目视光学仪器的工作原理 203
qQ?"@>PALD 8.2.2 放大镜的视觉放大率 203
3TY5 ;6 8.2.3 放大镜光束限制 204
gT0BkwIV 8.3 望远镜 205
m
g4nrr\ 8.3.1 望远镜的历史发展背景 205
w~"KA6^ 8.3.2 望远镜的基本类型与工作原理 206
6/r)y+H 8.3.3 望远镜的技术指标 207
w&o&jAb-M 8.4 显微镜 209
,^w?6?,&l} 8.4.1 显微镜的历史发展背景 209
v*SEb~[ 8.4.2 显微镜的基本工作原理与技术指标 210
+wN^c#~7 8.4.3 显微镜的光束限制 211
8&?s#5zA 8.4.4 显微镜的分辨力与有效放大率 212
a1t4Dd 8.5 照相机与投影仪 216
+zaA,e?\ 8.5.1 照相机的历史发展背景 216
][9%Kl*%@p 8.5.2 照相机的基本工作原理与性能参数 216
%yW3VL 8.5.3 投影仪的历史发展背景 220
X[PZg{ 8.5.4 投影仪的基本工作原理与性能参数 220
^Eb.:}!D6 8.6 光学成像系统的像质评价简介 222
YW_Q\|p]M 8.7 光学传递函数、人眼模型和虚拟现实应用 223
WJkZ!O$"j 8.7.1 光学传递函数像质评价基本概念 223
19Mu61 8.7.2 人眼的Zemax模型和在虚拟现实(VR)中的应用 225
'B 43_ 思考题 230
`_` QxM 计算题 231
:U3kW8;UMP 第9章 Zemax中的优化、公差与若干设计案例 233
mpuq 9)6 9.1 Zemax优化方法简介 233
.<x&IJ / 9.1.1 优化方法概述 233
D#il* 9.1.2 光学系统数学建模 234
GT }F9F~ 9.1.3 Zemax中评价函数的定义 236
XWS%zLaK 9.1.4 Zemax操作符的定义 237
52 fA/sx 9.1.5 默认评价函数 238
723bkJw
V 9.2 Zemax公差分析简介 239
T92UeG 9.3 若干光学系统设计实例 242
#h8Sq~0 9.3.1 优化设计双透镜光纤对接耦合系统 243
v9w'!C)b 9.3.2 优化非球面镜实现半导体
激光器与单模光纤的高效耦合 255
9F)z4 9.3.3 基于偏振元件的光环形器设计 264
4cabP}gBk 9.3.4 库克三片式成像镜头设计 272
5_I->-< 9.3.5 苹果手机镜头剖析 279
}z _ 思考与练习题 292
\N!AXD 参考文献 294
P@$/P99 xLNtIzx
Y^8C)p9r VY;{/.Sa 作者:施跃春,陈家璧 编
=BSzsH7 -@yh>8v 定 价:56
7\$qFF-y )}D'<^=#T 出 版 社:电子工业出版社
ysxb?6 e vrXo"3 出版日期:2022年03月01日
FbaEB RM u37'~&o{U 页 数:308
ryW'Z{+r' /'].lp 装 帧:平装
M=FxB;v q3.j"WaP ISBN:9787121430510
Ox&P}P0f 3D!5T8 @