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。
:J=+; I(UI 2 ||KP|5@ 目录
t-v^-# 第1章 几何光学基本定律与成像基本概念 1
O0K@M 1.1 几何光学的基本概念 1
7i-W*Mb: 1.1.1 几何光学中的
光源与光束 1
. 1{vpX 1.1.2 几何光学的基本定律 2
M9uH&CD6U 1.1.3 费马原理 4
H3
A]m~=3 1.2 光学系统及成像的基本概念 7
"Cb.cO$i; 1.3 Zemax的界面简介与光学建模方式 9
@&~OB/7B: 1.3.1 Zemax的界面简介 9
q;1VF;<"vH 1.3.2 Zemax光学建模与基本计算流程 11
DuTlYXM2^ 思考题 12
M^|"be~{' 计算与证明题 12
+Op%,,Db 第2章 共轴球面系统的成像理论 13
NDs]}5# 2.1 几何光学中的符号规则 13
yS:IRI. 2.1.1 线段 14
8I5 VrT 2.1.2 角度 14
7$q2v=tH_ 2.1.3 符号规则的意义 15
vWnHC 2.1.4 符号的标注 15
? e9XVQ* 2.2 单折射球面成像 15
h 7(H%(^_ 2.2.1 实际光线单折射球面的光路计算 15
bWX[<rh' 2.2.2 近轴区域单折射球面光路计算 18
aIzp\$NWVK 2.2.3 近轴区域单折射球面成像规律 19
>/kPnpJ 2.2.4 细光束大视场入射情况与场曲 23
6k@% +<1 2.3 共轴球面系统成像 25
Ov~S2?E8 2.3.1 共轴球面系统近轴区域的转面过渡公式 26
0I(GB;E 2.3.2 共轴球面系统近轴像面位置计算 27
`>`K7-H 2.4 单个反射球面的成像 29
Hnd9T(UB 2.5 Zemax中的像差评价与镜面参数设置 31
DWm;&RPJ 2.5.1 Spot Diagram与Ray Aberration简介 31
=u:6b} = 2.5.2 纯离焦 35
'y+bx?3Z 2.5.3 纯球差 37
/VhE<}OtH 2.5.4 球差和离焦 39
j(@g
2.5.5 自动优化设计概念初步 40
*uI hxMX 思考题 43
^B&ahk 计算与证明题 43
t[f9Z 第3章 理想光学系统 45
1,%#O;ya 3.1 理想光学系统的基本理论 45
@MlU!oR& 3.2 理想光学系统的基点、基面 46
(IoPU+1b 3.2.1 焦点、焦面与焦距 47
N:PA/V^z 3.2.2 主面与主点 48
f}9PEpa,Z 3.2.3 节点 49
iS:PRa1 3.3 理想光学系统的物像解析关系 49
Zgy2Pot 3.3.1 物像位置计算 49
*Lb(urf 3.3.2 放大率及相互关系 51
xu_XX#9?b 3.4 理想光学系统的图解法 54
xnhDW7m 3.5 理想光学系统的组合 58
9GtVI^] 3.5.1 双光组光学系统 59
Vav+$l|j@ 3.5.2 多光组光学系统正切计算法 61
+>i<sk 3.6 透镜 63
! 6p)t[s 3.6.1 单折射球面的基点、基面与焦距 63
:~0^ib<v; 3.6.2 透镜的基点与焦距 64
"j.oR}s9?# 3.6.3 薄透镜与薄透镜组 70
A&}nRP9 3.7 单透镜与双透镜的Zemax设计实例 72
njwR~ aL`| 3.7.1 单透镜Zemax设计实例 72
oQ-|\?{;A 3.7.2 双胶合透镜Zemax设计实例 77
#8Id:56 计算题 81
o7@4=m} 第4章 平面系统 84
3"^)bGe 4.1 平面折射与平行平板玻璃成像性质 84
q~g&hR}K 4.1.1 平行平板的成像性质 84
i k1L 4.1.2 平行平板的等效空气层的概念 86
yZ?_q$4kEI 4.2 平面反射镜 88
iRj x];:Vu 4.2.1 平面反射镜的成像特性 89
Z@.ol Y 4.2.2 平面反射镜的旋转效应 90
%)6:eIS 4.2.3 两面角镜的成像特性 91
BJO~$/R?v 4.3 反射棱镜 92
:AqnWy 4.3.1 反射棱镜的基本概念 92
g]@R'2:1 4.3.2 反射棱镜系统的物像坐标变换规律 94
T`w};]z^d2 4.3.3 反射棱镜的展开与结构尺寸计算 95
RESGI}u 4.4 折射棱镜和楔镜 99
jB/q1vFO 4.4.1 折射棱镜 99
GdfKxSO 4.4.2 楔镜 100
tEWj}rX 4.5 Zemax中的坐标断点 102
M#lVPXS 4.5.1 Zemax中的坐标系 102
*p#YK| 4.5.2 坐标变换 103
a9@l8{)RX 4.5.3 Zemax中的坐标断点设置 104
sNk>0 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
<rwOI.W
l$ 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
J\dhi{0 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
LnRi+n[@7 思考题 115
Bn#HJ17/# 计算题 116
MBYD,v& 第5章 光学系统的光束限制 118
E~Up\f 5.1 光学系统中的孔径光阑、入射光瞳与出射光瞳 118
d$?n6|4 5.1.1 孔径光阑的判断 119
1(;33),P8 5.1.2 入射光瞳与出射光瞳 121
#Mem2cz 5.2 视场光阑、窗与渐晕 124
sei!9+bZr 5.2.1 视场光阑 124
4Utx
9^ 5.2.2 入射窗与出射窗 125
RJ@e5A6_ 5.2.3 渐晕 126
RY/ Z~] 5.3 光学系统的景深 131
&A5[C{x 5.4 Zemax中光束限制的设计方法——单透镜光束限制的设计与分析 135
seD+~Y\z 5.5 Zemax中渐晕的设计方法 140
0&rH 9 5.6 Zemax的多重结构设计——反射式扫描系统设计 146
m1$P3tZPn 计算题 149
Wn,g!rB^@ 第6章 光度学基础 151
e~
78'UH 6.1 光能和光度学的基本概念 151
u,SX`6% 6.1.1 立体角的概念 151
+zdq+<9X 6.1.2 辐射通量、光谱光视效率与光通量 153
@n;YF5 6.1.3 光亮度、发光强度、光出射度和光照度 155
Y)j,(9 6.1.4 光学系统中光亮度和光通量的传递 159
8s5ru) 6.2 光学系统中的光能损失分析与计算 161
yYg&'3 6.2.1 光学系统中的光能损失分析 162
HG3>RcB 6.2.2 光学系统的透过率计算 164
,cO)Sxj
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
?e_}X3{ 6.3.1 相对照度 164
J0WXH/: 6.3.2 镀膜 165
e/ % ; 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
36Z`.E>~L 计算题 173
eNC5' Z 第7章 像差理论 174
(_n8$3T75 7.1 单色像差 174
cSs/XJZ 7.1.1 轴上点与轴外点像差 174
<$3nD b- 7.1.2 正弦差与彗差 177
UUEDCtF) 7.1.3 像散 180
0?L$)T-B 7.1.4 场曲 181
{e 7.1.5 畸变 183
[MXXY 7.2 色差 184
{)[g 7.2.1 位置色差 184
!zJ67-G 7.2.2 放大率色差 184
o-CJdOS 7.3 Zemax中的像差模拟与分析 185
2u;fT{( 7.3.1 球差 185
Vq7
kA " 7.3.2 彗差 187
?
A#z~;X@ 7.3.3 像散 189
CY).I`aJ 7.3.4 场曲 189
;WAu]C| 7.3.5 畸变 191
%Kfa|&'zV 7.3.6 色差 192
`M<G8ob 第8章 实际光学系统 196
PaeafL65= 8.1 人眼光学系统与视光学 196
[[DFEvOEh 8.1.1 人眼的构造 196
1:s~ ]F@ 8.1.2 人眼的主要特性 197
PWD]qtr 8.1.3 双眼立体视觉 201
%mvx}xV 8.2 放大镜 202
k'q
!MZU 8.2.1 目视光学仪器的工作原理 203
i@j ?< 8.2.2 放大镜的视觉放大率 203
i&Cqw~.H 8.2.3 放大镜光束限制 204
u]-El}*[ 8.3 望远镜 205
Fl>j5[kLZ 8.3.1 望远镜的历史发展背景 205
$I0a2Z=dP 8.3.2 望远镜的基本类型与工作原理 206
KQZ RzX>0 8.3.3 望远镜的技术指标 207
zw9ULQ$# 8.4 显微镜 209
8A]q!To 8.4.1 显微镜的历史发展背景 209
B=/=U7T 8.4.2 显微镜的基本工作原理与技术指标 210
$/#) 8.4.3 显微镜的光束限制 211
g\nL
n# 8.4.4 显微镜的分辨力与有效放大率 212
(qONeLf% 8.5 照相机与投影仪 216
n?fC_dy
8.5.1 照相机的历史发展背景 216
.7Bav5 ; 8.5.2 照相机的基本工作原理与性能参数 216
,ZW.P` 8.5.3 投影仪的历史发展背景 220
pG=zGx4 8.5.4 投影仪的基本工作原理与性能参数 220
2m}]z.w# 8.6 光学成像系统的像质评价简介 222
\`9|~!,Ix7 8.7 光学传递函数、人眼模型和虚拟现实应用 223
G%/cV?18 8.7.1 光学传递函数像质评价基本概念 223
3lgyX/?o 8.7.2 人眼的Zemax模型和在虚拟现实(VR)中的应用 225
iZ;jn8 思考题 230
(X'K)*G# 计算题 231
(8F?yBu 第9章 Zemax中的优化、公差与若干设计案例 233
cJ{P,K 9.1 Zemax优化方法简介 233
-*j; 9.1.1 优化方法概述 233
}slEkpk?] 9.1.2 光学系统数学建模 234
EHJc*WFPU- 9.1.3 Zemax中评价函数的定义 236
#!j&L6 9.1.4 Zemax操作符的定义 237
5d;K.O 9.1.5 默认评价函数 238
[beuDZA 9.2 Zemax公差分析简介 239
~;a* Oxt 9.3 若干光学系统设计实例 242
p)]^>-L 9.3.1 优化设计双透镜光纤对接耦合系统 243
OVK(:{PwS 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
$k=rd#3 9.3.3 基于偏振元件的光环形器设计 264
I`lH6hHp 9.3.4 库克三片式成像镜头设计 272
t?&ajh 9.3.5 苹果手机镜头剖析 279
;yoq/ 思考与练习题 292
n8C {Okr 参考文献 294
\05C'z3] aa3YtNpP
X,Q(W0-6$u 2!`Z3>Oa 作者:施跃春,陈家璧 编
9Ky,oB 49>yIuG 定 价:56
p`C5jfI du TSU9 出 版 社:电子工业出版社
|0Kt@AJY R|yTUGY 出版日期:2022年03月01日
wIPDeC4 Jx,s.Z0@7, 页 数:308
DvKMb-*S e=C,`&sz 装 帧:平装
SxyFFt !"">'}E1 ISBN:9787121430510
R'_[RHFC )v.FAV: