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。
PvHX#wJ ]7|Zs]6 目录
bX*>Zm 第1章 几何光学基本定律与成像基本概念 1
X0FTD':f 1.1 几何光学的基本概念 1
1iLrKA 1.1.1 几何光学中的
光源与光束 1
"@s</HGo 1.1.2 几何光学的基本定律 2
vyS8yJUY 1.1.3 费马原理 4
Xzn}gH] 1.2 光学系统及成像的基本概念 7
j'IZ etT 1.3 Zemax的界面简介与光学建模方式 9
!_i;6UVG 1.3.1 Zemax的界面简介 9
PS:"mP7n 1.3.2 Zemax光学建模与基本计算流程 11
eVRPjVzQ'Q 思考题 12
[\BLb8 计算与证明题 12
vRI0fDu 第2章 共轴球面系统的成像理论 13
]K0G!T R< 2.1 几何光学中的符号规则 13
v?O6|0#x 2.1.1 线段 14
woyn6Z1JQ 2.1.2 角度 14
zm~sq_=^ 2.1.3 符号规则的意义 15
IIh \d.o 2.1.4 符号的标注 15
k]"DsN$ 2.2 单折射球面成像 15
Bx" eX>A8 2.2.1 实际光线单折射球面的光路计算 15
fUKi@*^ZUa 2.2.2 近轴区域单折射球面光路计算 18
UD0#Tpd7 2.2.3 近轴区域单折射球面成像规律 19
,v@C=4'm 2.2.4 细光束大视场入射情况与场曲 23
wdMVy=SS 2.3 共轴球面系统成像 25
jt?DogYx 2.3.1 共轴球面系统近轴区域的转面过渡公式 26
qK-\`m 2.3.2 共轴球面系统近轴像面位置计算 27
!+o`,K TYp 2.4 单个反射球面的成像 29
[sc4ULS & 2.5 Zemax中的像差评价与镜面参数设置 31
JIOeDuw+ 2.5.1 Spot Diagram与Ray Aberration简介 31
@9AK!I8f 2.5.2 纯离焦 35
Dkyw3*LCn% 2.5.3 纯球差 37
Rm&4Pku 2.5.4 球差和离焦 39
38zG[c|X 2.5.5 自动优化设计概念初步 40
!;%+1j?d 思考题 43
(dnaT-M3 计算与证明题 43
]_js-+w6 第3章 理想光学系统 45
*|*6q/ 3.1 理想光学系统的基本理论 45
Nc_Qd4<[@G 3.2 理想光学系统的基点、基面 46
h8
!(WO! 3.2.1 焦点、焦面与焦距 47
V jqs\ 3.2.2 主面与主点 48
2t}^8 3.2.3 节点 49
_t-e.2a
v 3.3 理想光学系统的物像解析关系 49
spG3"Eodi 3.3.1 物像位置计算 49
\N a 3.3.2 放大率及相互关系 51
*-,jIaL; 3.4 理想光学系统的图解法 54
lU8X{SV! 3.5 理想光学系统的组合 58
FCIA8^}s 3.5.1 双光组光学系统 59
4S\S t< 3.5.2 多光组光学系统正切计算法 61
Vg^,Ky, 3.6 透镜 63
8S#TOeQ 3.6.1 单折射球面的基点、基面与焦距 63
WT '?L{ 3.6.2 透镜的基点与焦距 64
&s~b1Va 3.6.3 薄透镜与薄透镜组 70
shuoEeoo 3.7 单透镜与双透镜的Zemax设计实例 72
=2OLyZDI 3.7.1 单透镜Zemax设计实例 72
b{(= C
3 3.7.2 双胶合透镜Zemax设计实例 77
,cFBLj(@ 计算题 81
I~T~!^}U 第4章 平面系统 84
X$(YCb 4.1 平面折射与平行平板玻璃成像性质 84
7*C>4Gs 4.1.1 平行平板的成像性质 84
@p[ml m 4.1.2 平行平板的等效空气层的概念 86
20`QA
u)' 4.2 平面反射镜 88
Fx3 X 4.2.1 平面反射镜的成像特性 89
&pFP=|Pq 4.2.2 平面反射镜的旋转效应 90
&'"dYZj{ 4.2.3 两面角镜的成像特性 91
,tl(\4n 4.3 反射棱镜 92
d
Z P;f^^ 4.3.1 反射棱镜的基本概念 92
I*EHZctH 4.3.2 反射棱镜系统的物像坐标变换规律 94
58[.]f~0 4.3.3 反射棱镜的展开与结构尺寸计算 95
!n`Y^ 4.4 折射棱镜和楔镜 99
\qw1\-q 4.4.1 折射棱镜 99
Noi+mL 4.4.2 楔镜 100
s0/y> ok 4.5 Zemax中的坐标断点 102
v<:/u(i 4.5.1 Zemax中的坐标系 102
;R*tT%Z, 4.5.2 坐标变换 103
2@>#?c7 4.5.3 Zemax中的坐标断点设置 104
Rc#c^F< 4.6 光学系统中具有反射镜或者平行平板的Zemax仿真分析 106
bF c
% 4.7 具有反射镜的光学系统Zemax设计方法实例——牛顿望远镜 109
-`ss7j&b3 4.8 具有阿米西(Amici)屋脊棱镜与五棱镜组合的光学系统Zemax设计实例 112
2|JtRE+ 思考题 115
@,;VMO 计算题 116
Tu7}*vsR
第5章 光学系统的光束限制 118
0}wmBSl 5.1 光学系统中的孔径光阑、入射光瞳与出射光瞳 118
m/p:W/0L 5.1.1 孔径光阑的判断 119
J{r3y&: 5.1.2 入射光瞳与出射光瞳 121
c;doxNd6 5.2 视场光阑、窗与渐晕 124
r#\Lq;+-B 5.2.1 视场光阑 124
~mk>9Gp 5.2.2 入射窗与出射窗 125
Z ItS(oJ. 5.2.3 渐晕 126
6I-Qq?L[H 5.3 光学系统的景深 131
=@s {H + 5.4 Zemax中光束限制的设计方法——单透镜光束限制的设计与分析 135
LLd5Z44v 5.5 Zemax中渐晕的设计方法 140
_KAg1Ww 5.6 Zemax的多重结构设计——反射式扫描系统设计 146
8Uoqj=5F 计算题 149
!Nx'4N`&l 第6章 光度学基础 151
Wq"^ { 6.1 光能和光度学的基本概念 151
Y~P*
!g 6.1.1 立体角的概念 151
XG8UdR| 6.1.2 辐射通量、光谱光视效率与光通量 153
XpT+xv1`; 6.1.3 光亮度、发光强度、光出射度和光照度 155
cjc1iciZ 6.1.4 光学系统中光亮度和光通量的传递 159
nD}CQ_C 6.2 光学系统中的光能损失分析与计算 161
`c'R42SA 6.2.1 光学系统中的光能损失分析 162
W+ v#m>G 6.2.2 光学系统的透过率计算 164
{"hyr/SK d 6.3 Zemax中相对照度、镀膜简介及序列/非序列混合模型与
照明设计实例 164
j7
\y1$w 6.3.1 相对照度 164
?h3t"9 6.3.2 镀膜 165
qV:TuR-|w 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
j)Y68fKK 计算题 173
2W6t0MgZ 第7章 像差理论 174
RFT`r 7.1 单色像差 174
zTW)SX_O 7.1.1 轴上点与轴外点像差 174
f_;6uCCO 7.1.2 正弦差与彗差 177
*9|*21 7.1.3 像散 180
+W^$my)< 7.1.4 场曲 181
p(pL" 7.1.5 畸变 183
xAu&O\V 7.2 色差 184
k'PN fx\K 7.2.1 位置色差 184
6&[rATU+ 7.2.2 放大率色差 184
>/9on. 7.3 Zemax中的像差模拟与分析 185
U%l<48@8 7.3.1 球差 185
%d2\4{{S 7.3.2 彗差 187
aSQvtv)91 7.3.3 像散 189
!"s~dL,7 7.3.4 场曲 189
(i>bGmiN 7.3.5 畸变 191
ySNXjH
Q= 7.3.6 色差 192
V@`A:Nc_> 第8章 实际光学系统 196
Hi#f
Qji 8.1 人眼光学系统与视光学 196
<gjA(xT5 8.1.1 人眼的构造 196
5v5K}hx 8.1.2 人眼的主要特性 197
LNI]IITx/ 8.1.3 双眼立体视觉 201
?vV&tqnx% 8.2 放大镜 202
r"=6s/q7 8.2.1 目视光学仪器的工作原理 203
>f-*D25f% 8.2.2 放大镜的视觉放大率 203
0`
UrB: 8.2.3 放大镜光束限制 204
?f4jqF~Fh 8.3 望远镜 205
1 2J#}| 8.3.1 望远镜的历史发展背景 205
iU "{8K, 8.3.2 望远镜的基本类型与工作原理 206
YHfk; FI
8.3.3 望远镜的技术指标 207
VTs
,Ln!,U 8.4 显微镜 209
OuwEO 8.4.1 显微镜的历史发展背景 209
["SD' 8.4.2 显微镜的基本工作原理与技术指标 210
W'f)W4D$6 8.4.3 显微镜的光束限制 211
X$9
"dL 8.4.4 显微镜的分辨力与有效放大率 212
H@V+Q} 8.5 照相机与投影仪 216
!R3ZyZcX 8.5.1 照相机的历史发展背景 216
Iv51,0A 8.5.2 照相机的基本工作原理与性能参数 216
*S] K@g 8.5.3 投影仪的历史发展背景 220
#ByrX\ 8.5.4 投影仪的基本工作原理与性能参数 220
~.&2NUr 8.6 光学成像系统的像质评价简介 222
\4"01:u' 8.7 光学传递函数、人眼模型和虚拟现实应用 223
]n^TN
r7 8.7.1 光学传递函数像质评价基本概念 223
fSw6nEXn 8.7.2 人眼的Zemax模型和在虚拟现实(VR)中的应用 225
mFW/xZwR,5 思考题 230
"t:9jU 计算题 231
\@hq7:Q 第9章 Zemax中的优化、公差与若干设计案例 233
N^xk.O_TO 9.1 Zemax优化方法简介 233
WzdE XcY 9.1.1 优化方法概述 233
Y^9b>H\2 9.1.2 光学系统数学建模 234
^^{7`X
u 9.1.3 Zemax中评价函数的定义 236
_l$X![@6= 9.1.4 Zemax操作符的定义 237
7) 9.1.5 默认评价函数 238
W
B7gY\Y&M 9.2 Zemax公差分析简介 239
Mt
9.3 若干光学系统设计实例 242
-efB8)A 9.3.1 优化设计双透镜光纤对接耦合系统 243
2qe]1B; 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
0mY KzJi 9.3.3 基于偏振元件的光环形器设计 264
Fv2U@n6'v 9.3.4 库克三片式成像镜头设计 272
,R5z`O 9.3.5 苹果手机镜头剖析 279
P=PVOt@
b 思考与练习题 292
*;X,yEK[ 参考文献 294
bZd)4 5_E,x
c^%&-], Nd;,Wz] 作者:施跃春,陈家璧 编
>w)A~ F< _0
$W;8X 定 价:56
5#hsy;q;[ Lzy Ix!S 出 版 社:电子工业出版社
3{R7y y -=YX qj 出版日期:2022年03月01日
cH{[\F"Eb X+;{&Efrl 页 数:308
ZDt|g^ 6Cz%i6) 装 帧:平装
wh)Ujgd SVj4K\F ISBN:9787121430510
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