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。
I_\j05
2>p>AvcK 目录
[$$i1%c%Z< 第1章 几何光学基本定律与成像基本概念 1
udgf{1EB&2 1.1 几何光学的基本概念 1
I~|.Re9a 1.1.1 几何光学中的
光源与光束 1
<8~bb-U$ 1.1.2 几何光学的基本定律 2
NsPt1_Y8 1.1.3 费马原理 4
xO{yr[x"L 1.2 光学系统及成像的基本概念 7
]%pr1Ey 1.3 Zemax的界面简介与光学建模方式 9
zW8rC! 1.3.1 Zemax的界面简介 9
ve<D[jQsk 1.3.2 Zemax光学建模与基本计算流程 11
(}
?")$. 思考题 12
]sB-}n) 计算与证明题 12
5NHNnDhuL 第2章 共轴球面系统的成像理论 13
bu$YW' 2.1 几何光学中的符号规则 13
"=@X>jUc 2.1.1 线段 14
^-Bx zOp 2.1.2 角度 14
q-}qrg 2.1.3 符号规则的意义 15
B^nE^"b 2.1.4 符号的标注 15
d#NG]V/
2.2 单折射球面成像 15
^\KZE|^3@ 2.2.1 实际光线单折射球面的光路计算 15
WS6'R 2.2.2 近轴区域单折射球面光路计算 18
j"1#n? 0 2.2.3 近轴区域单折射球面成像规律 19
muc6gwBp 2.2.4 细光束大视场入射情况与场曲 23
l$
^LY)i 2.3 共轴球面系统成像 25
>cJf D9-<h 2.3.1 共轴球面系统近轴区域的转面过渡公式 26
6fY-DqF! 2.3.2 共轴球面系统近轴像面位置计算 27
0o7*5| T4 2.4 单个反射球面的成像 29
c&X2k\ 2.5 Zemax中的像差评价与镜面参数设置 31
ozB2L\D7 2.5.1 Spot Diagram与Ray Aberration简介 31
8#L
V
oR 2.5.2 纯离焦 35
Lh\ 1L 2.5.3 纯球差 37
Ce_k&[AJF 2.5.4 球差和离焦 39
_Fkz^B* 2.5.5 自动优化设计概念初步 40
e*)*__$O 思考题 43
"RcNy~ 计算与证明题 43
Y].,}}9k 第3章 理想光学系统 45
F#=M$j_ 3.1 理想光学系统的基本理论 45
;8m) a 3.2 理想光学系统的基点、基面 46
17la/7l< 3.2.1 焦点、焦面与焦距 47
jzvrJ14 3.2.2 主面与主点 48
XtCG.3(LY 3.2.3 节点 49
Ui|z#{8& 3.3 理想光学系统的物像解析关系 49
QNWGUg4*& 3.3.1 物像位置计算 49
Q?xA))0 3.3.2 放大率及相互关系 51
G{CKb{ 3.4 理想光学系统的图解法 54
Cg_9V4h.C 3.5 理想光学系统的组合 58
lWPh2k 3.5.1 双光组光学系统 59
~
kwS` 3.5.2 多光组光学系统正切计算法 61
AdD,94/ 3.6 透镜 63
*\gYs{, 3.6.1 单折射球面的基点、基面与焦距 63
x4bmV@b 3.6.2 透镜的基点与焦距 64
N2 4J!L 3.6.3 薄透镜与薄透镜组 70
y~Z7sx0 3.7 单透镜与双透镜的Zemax设计实例 72
WIKSz
{"=/ 3.7.1 单透镜Zemax设计实例 72
"o)jB~:L 3.7.2 双胶合透镜Zemax设计实例 77
Y#[xX2z9 计算题 81
m941 Y 第4章 平面系统 84
*q; u%; 4 4.1 平面折射与平行平板玻璃成像性质 84
)s N}ClgJ 4.1.1 平行平板的成像性质 84
q{Ao
j 4.1.2 平行平板的等效空气层的概念 86
9$f% 4.2 平面反射镜 88
ij5|P4Eka 4.2.1 平面反射镜的成像特性 89
4ibOVBG:*, 4.2.2 平面反射镜的旋转效应 90
fDjJdRS" 4.2.3 两面角镜的成像特性 91
,J(shc_F 4.3 反射棱镜 92
r(j :C%?}C 4.3.1 反射棱镜的基本概念 92
P](/5KrK 4.3.2 反射棱镜系统的物像坐标变换规律 94
O!se-h5mW8 4.3.3 反射棱镜的展开与结构尺寸计算 95
zb3,2D+P 4.4 折射棱镜和楔镜 99
F1*xY%Jv^M 4.4.1 折射棱镜 99
U3u j`Oq 4.4.2 楔镜 100
|BBo 4.5 Zemax中的坐标断点 102
muAgsH$/ 4.5.1 Zemax中的坐标系 102
1R,SA:L$ 4.5.2 坐标变换 103
nT
:n>ja 4.5.3 Zemax中的坐标断点设置 104
',Y`\X 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
DGbEQiX$\ 4.7 具有反射镜的光学系统Zemax设计方法实例——牛顿望远镜 109
y!8m7a 4.8 具有阿米西(Amici)屋脊棱镜与五棱镜组合的光学系统Zemax设计实例 112
/%1-tGh 思考题 115
ZZM;%i-B 计算题 116
u-M Td 第5章 光学系统的光束限制 118
NY?pvb 5.1 光学系统中的孔径光阑、入射光瞳与出射光瞳 118
f cnv[B..{ 5.1.1 孔径光阑的判断 119
%6\L^RP 5.1.2 入射光瞳与出射光瞳 121
!K6:5V%q$ 5.2 视场光阑、窗与渐晕 124
+2+|zXmT 5.2.1 视场光阑 124
T]x]hQ 5.2.2 入射窗与出射窗 125
4Ss*h,Y 5.2.3 渐晕 126
j1HeX 5.3 光学系统的景深 131
^EJ]LNk} 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
!Qq~lAJO; 5.5 Zemax中渐晕的设计方法 140
;#L]7ZY9:- 5.6 Zemax的多重结构设计——反射式扫描系统设计 146
=6a=`3r!I 计算题 149
%$_Y"82 第6章 光度学基础 151
3N?"s1U 6.1 光能和光度学的基本概念 151
iD.p KG 6.1.1 立体角的概念 151
ASB3|uy _ 6.1.2 辐射通量、光谱光视效率与光通量 153
_
h/:r1 6.1.3 光亮度、发光强度、光出射度和光照度 155
5?A<('2 6.1.4 光学系统中光亮度和光通量的传递 159
&Qe2
}e$ 6.2 光学系统中的光能损失分析与计算 161
>9y!M'V 6.2.1 光学系统中的光能损失分析 162
.qLXjU 6.2.2 光学系统的透过率计算 164
7+Er}y> 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
l{QlJ>%~{; 6.3.1 相对照度 164
#y'p4Xf 6.3.2 镀膜 165
0ybMI+* 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
+7{8T{ 计算题 173
jX.'G 第7章 像差理论 174
Wcbm,O4u 7.1 单色像差 174
.pG`/[*a 7.1.1 轴上点与轴外点像差 174
JQ|*XU 7.1.2 正弦差与彗差 177
j$<g8Bg=o 7.1.3 像散 180
_FU}IfG>t 7.1.4 场曲 181
k*OHI/uiow 7.1.5 畸变 183
dt0(04 7.2 色差 184
CDY3+! 7.2.1 位置色差 184
v%kl*K`* 7.2.2 放大率色差 184
{mY=LaS< 7.3 Zemax中的像差模拟与分析 185
U] P{~ 7.3.1 球差 185
e~SRGyIww 7.3.2 彗差 187
j)wrF@W 7.3.3 像散 189
]F"P3': 7.3.4 场曲 189
^A=2#j~H\ 7.3.5 畸变 191
MAp#1+k 7.3.6 色差 192
%jJIR88 第8章 实际光学系统 196
_C=01 %/ 8.1 人眼光学系统与视光学 196
zDBm^ s 8.1.1 人眼的构造 196
%!DTq`F 8.1.2 人眼的主要特性 197
xf?"Q# 8.1.3 双眼立体视觉 201
.$1S-+(kV 8.2 放大镜 202
qC-4X"y+ 8.2.1 目视光学仪器的工作原理 203
p q%inSY 8.2.2 放大镜的视觉放大率 203
-v:3#9uX) 8.2.3 放大镜光束限制 204
<?:h(IZe[ 8.3 望远镜 205
Zq'FOzs 8.3.1 望远镜的历史发展背景 205
E
B!
,t 8.3.2 望远镜的基本类型与工作原理 206
]K+8f- 8.3.3 望远镜的技术指标 207
nkz<t 8.4 显微镜 209
YV'B*arIA 8.4.1 显微镜的历史发展背景 209
);?tGX 8.4.2 显微镜的基本工作原理与技术指标 210
3BAQ2S} 8.4.3 显微镜的光束限制 211
{{)pb>E 8.4.4 显微镜的分辨力与有效放大率 212
[ {HTGz@( 8.5 照相机与投影仪 216
3EH@tlTl 8.5.1 照相机的历史发展背景 216
eep/96G
? 8.5.2 照相机的基本工作原理与性能参数 216
JEK_W<BD 8.5.3 投影仪的历史发展背景 220
#bCUI*N"P 8.5.4 投影仪的基本工作原理与性能参数 220
8@){\.M 8.6 光学成像系统的像质评价简介 222
0b<Qs88yd> 8.7 光学传递函数、人眼模型和虚拟现实应用 223
~+,ZD)AKi4 8.7.1 光学传递函数像质评价基本概念 223
'+GY6Ecg 8.7.2 人眼的Zemax模型和在虚拟现实(VR)中的应用 225
c[;A$P=
8. 思考题 230
7V5kYYR^F 计算题 231
'e6J&X 第9章 Zemax中的优化、公差与若干设计案例 233
S_^;#=_c 9.1 Zemax优化方法简介 233
6B Hdc 9.1.1 优化方法概述 233
cEn|Q 9.1.2 光学系统数学建模 234
GnCs_[*&r 9.1.3 Zemax中评价函数的定义 236
t3*.Bm:^ 9.1.4 Zemax操作符的定义 237
ZXf&pqmG 9.1.5 默认评价函数 238
=4L%A=]` 9.2 Zemax公差分析简介 239
Galh _;= 9.3 若干光学系统设计实例 242
jk Aru_C 9.3.1 优化设计双透镜光纤对接耦合系统 243
I,aaSBwt&2 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
s2F[v:|Wq 9.3.3 基于偏振元件的光环形器设计 264
~Q]/=HK 9.3.4 库克三片式成像镜头设计 272
vP_mS 4X 9.3.5 苹果手机镜头剖析 279
~mZ[@Z 思考与练习题 292
Ir(U7D 参考文献 294
_,? xc" b?<@
of > o)Px d 作者:施跃春,陈家璧 编
rl2(DA{ vst;G-ys 定 价:56
4^9qs%& 9j}Q~v\ 出 版 社:电子工业出版社
fp`m>}
- m:k;?p:x 出版日期:2022年03月01日
:.f(}sCS *|cs_,3 页 数:308
DcC|oU[ K.Cx 9 装 帧:平装
ZTj!ti;5 hM&VMa [ ISBN:9787121430510
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