《应用
光学与
光学设计基础(第2版)》是一本涵盖应用光学成像基本理论、光度学与色度学基础、典型应用
光学系统以及光学系统像质评价与应用
ZEMAX软件进行光学设计基本方法等丰富内容的核心专业基础性教材与参考书。
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k4dC z F.@rXl 平装:593页
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9A} * r{9fm,
^bfZd wW1\{<hgr 目录
dzPewOre* 第一篇几何光学的基本概念与成像理论
)%MC*Z:^ 第1章几何光学基本定律与成像基本概念
Y$\|rD^f 1.1几何光学的基本概念
;l0dx$w 1.1.1光波
0
}od Q# 1.1.2光源(发光体,发光点)
|g)>6+?]W 1.1.3波面
$*iovam>^] 1.1.4光线
vno/V#e$WX 1.1.5光束
O^row1D_ 1.2光的传播规律——几何光学的基本定律
rf:H$\yw 1.2.1光的直线传播定律
B 5|\<CF 1.2.2光的独立传播定律
JHvev,#4 1.2.3反射定律与折射定律
cPNc$^Y 1.2.4折射率
[K\b"^=< 1.2.5反射光与折射光的能量分布
?SElJ?Z 1.2.6全反射(完全内反射)及其应用
7<;oz30G!L 1.2.7光路的可逆原理
URrx7F98 1.2.8光线在折射率连续变化的非均匀介质中的传播规律
?X6}+ 1.3费马原理
-Z$u[L [c 1.4马吕斯定律
]kTxVe 1.5光学系统及成像的基本概念
ybE2N 1.5.1光学系统的基本概念
#IM.7`I 1.5.2成像的基本概念
tLa%8@;'$ 习题1
~vt9?(h 思考题1
o!":mJy 第2章共轴球面系统的成像理论
60u_,@rV 2.1子午面内实际光线经共轴球面系统折射的光路计算公式
7\,9Gcv1 2.1.1符号规则
[%N?D#; 2.1.2实际光线经(单折射)球面折射的光路计算公式
,_RNZ
sa;& 2.1.3实际光线经共轴球面系统的光路计算公式
?V^7`3F 2.1.4轴上单色物点经单折射球面成像性质的分析
Coe/ 4!$M 2.2单折射球面的近轴光路计算公式与近轴成像规律
m\0_1 #( 2.2.1单个折射球面的近轴光路计算公式
()l3X.t,$ 2.2.2单折射球面的近轴成像规律
E6 -*2U)k+ 2.3 共轴球面系统的近轴像面位置与放大率的计算
zZ8 *a\ 2.3.1共轴球面系统近轴区的转面过渡公式组
hyf
;f7`o 2.3.2共轴球面系统近轴像面位置的计算
A+0-pF2D 2.3.3共轴球面系统近轴区的拉—赫不变式与放大率计算
wqF?o 2.4球面反射镜的成像规律
@
gWd
2.4.1球面反射镜的物像位置关系式
U*$xR<8v 2.4.2球面反射镜的成像放大率与拉—赫不变式
za@/4z 2.4.3球面反射镜的应用
V9BW@G@9 习题2
5MAfuHq^ 思考题2
HT .*r6Y>g 第3章理想光学系统的成像理论
`IUn{I 3.1理想光学系统与“共线成像”的基本概念
Jq'8" 3.2共轴理想光学系统的基点、基面与焦距
1d<Uwb> 3.2.1主面和主点
4>>=TJ!M 3.2.2焦点和焦面
d/&>
`[i 3.2.3焦距
'6 F-% 3.2.4节点、节面
}Ze*/p- 3.3理想光学系统物像间的解析关系
8'8`xu$ 3.3.1决定光学系统物像共轭点位置的基本公式
0yI1r7yNB+ 3.3.2理想光学系统拉一赫不变式与系统物方、像方的焦距比
@I`^\oJ 3.3.3理想光学系统的诸放大率及其相互关系
<]M.K3> 3.3.4光束的会聚度与光学系统的光焦度、屈光度
zTw"5N 3.4理想光学系统的图解求像方法
1^}I?PbqV 3.4.1 光线描迹图解法
LnI 3.4.2直角坐标图解法
$ItjVc@U 3.5理想光学系统的物像关系特性曲线
wwB3m& 3.5.1物像位置共轭特性曲线
dWvVK("Wj 3.5.2放大率特性曲线
gVOAB-nw 3.6光学系统的基本类型
Nhjq.& 3.6.1焦距f和f′具有相反符号的系统——第一型系统
W8^m-B& 3.6.2焦距f和f′具有相同符号的系统——第二型系统
"^n,(l*4x 3.7理想光学系统的组合
E=p+z"Ui 3.8透镜
\:WWrY8& 3.8.1单折射球面的基点、基面位置与焦距
Dp
](?Yr 3.8.2透镜(厚
透镜)的基点位置与焦距计算公式
PC#^L$cg} 3.8.3薄透镜与薄透镜组
IT_I.5*A2 3.9理想光学系统共轴多光组复合的实用方法
(?na|yd 3.9.1正切计算法
lb-1z]YwQ 3.9.2截距计算法
5*pzL0,Y 3.10实际光学系统基点位置和焦距的计算
3S:Lce'f 3.10.1求像方基点位置与焦距——正向光路计算
m0"K^p 3.10.2求物方基点位置与焦距——反向光路计算
Icnhet4 习题3
##7y|AwK 思考题3
ecghY=% 第4章矩阵方法在近轴光学中的应用
;=ddv@ 4.1共轴球面系统的作用矩阵
bP&QFc 4.1.1折射矩阵
YNEwX$)M,B 4.1.2传递矩阵
J~k9jeq9 4.1.3共轴球面系统的作用矩阵
l<`> 4.2共轴球面系统的物像关系矩阵
J,2V&WuV0r 4.3矩阵方法在薄透镜系统中的应用
"+F'WCJ-(* 习题4
uw}Rr7q 第5章平面元件与棱镜系统
vjuFVJwL 5.1平面折射与平行平板玻璃的成像性质
!qt2,V 5.1.1光线经过平面的折射
>X*tMhcb 5.1.2光线经平行平板玻璃的折射
f~`=I NrU 5.1.3平行平板玻璃的“等效空气层”概念
-Uwxmy + 5.2折射棱镜
0@
Y#P|QF 5.3楔镜
@%]A,\ 5.4平面反射镜与平面镜系统
HeRi67 5.4.1平面镜的成像特性
Yq+1kA 5.4.2平面镜的旋转效应
\HfAKBT 5.4.3两面角镜的成像特性
Iux3f+H 5.5反射棱镜
')y2W1 5.5.1反射棱镜的基本概念
FE~D:)Xj'? 5.5.2反射棱镜的视场角
$.SBW=^V 5.5.3平面反射系统的转像规律分析
'a['lF 5.5.4反射棱镜的展开及其理论结构尺寸的计算
;)(g$r^_i 5.5.5棱镜的偏差
4ba*Nc*Yc 5.6光学铰链
2%W;#oi? 5.7矢量分析计算方法在平面镜系中的应用
HL38iXQ(
3 5.7.1矢量形式的反射定律
>
N~8#C 5.7.2矢量形式的折射定律
->sxz/L 5.7.3矢量绕定轴转动公式
Zse&{ 5.8平面反射系统中物像关系的矩阵表示方法
52w@.] 习题5
XcVN{6-z 第6章眼睛与典型目视光学系统的工作原理
j/O~8o& 6.1 眼睛
:GXF=Df 6.1.1眼睛的构造和主要光学常数
sT M;l, 6.1.2模型眼与简化眼
^3;B4tj[ 6.1.3眼睛的主要特性
6Y9N=\` 6.2放大镜和显微镜系统的工作原理
UVo`jb|>
o 6.2.1放大镜的工作原理
`q^#u 6.2.2显微镜的工作原理
G{U#9 6.3 望远系统的工作原理
i\i%WiRl 6.3.1望远系统的工作原理与主要性质
J2bvHxb Rd 6.3.2望远系统的视角放大率
[C'bfX5HB5 6.3.3望远(镜)系统的基本类型
3U[O : 6.4 目视光学仪器的视度调节
nf.Ox.kM) 6.5 理想光学系统的分辨率
Y{YbKKM 习题6
8dGsV5" * 第7章光学系统中光束的限制
-'! J?~ 7.1实际光学系统中的光阑及其作用
T+kV~ w{ 7.2光学系统的孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳
^q:-ZgM> 7.3视场光阑、窗以及渐晕的概念
hbw(o
7.3.1视场光阑、入射窗和出射窗
=+zDE0Qs 7.3.2渐晕
4&iQo' 7.4光阑设置的原则和几种典型系统光束限制的分析
5'AP:3Gf" 7.4.1光阑设置的原则
&N~Eu-@b 7.4.2几种典型光学系统的光阑设置与光束限制
3_(_yEKx 7.5远心光路(焦阑光路)(米)
d>QFmsh- 7.5.1物方远心光路
@N=vmtLP 7.5.2像方远心光路
cU1o$NRx 7.6场镜
W__ArV2Z_ 7.7物空间在平面上成像的清晰深度——光学系统的景深
kwI``7g8*e 7.7.1照相物镜的成像空间深度
@- U\!Tf 7.7.2望远系统的成像空间深度
\TV 习题7
U0x
A~5B 第二篇光度学与色度学基础
J<$@X JLS 第8章光度学的基本概念与光学系统中光能损失的计算
J=g)rd[` 8.1光能与光度学的基本概念
acd[rjeT 8.1.1立体角的概念与计算
osW"wh_ 8.1.2辐(射能)通量、光谱光视效率(视见函数)与光通量
=rjU=3!&( 8.1.3发光强度
'p@f5[t 8.1.4(光)照度
H>~ CL 8.1.5光出射度
@\K[WqF$$q 8.1.6(光)亮度
YF%gs{ 8.1.7光度学各主要光度量名称、单位及其换算关系
}w0pi 8.2光学系统中光通量与光亮度的传递
&7L7|{18 8.2.1光束在均匀透明的同种介质中的传播
CIudtY(: 8.2.2光束在介质分界面折射、反射后,光亮度的变化规律
MmF&jd-= 8.3光学系统中光能损失的计算
Z)?$ZI@ 8.3.1光学系统中光能损失的分析与计算
gq=t7b 8.3.2光学系统透过率的计算
p~D}Iyww1_ 8.4像平面的照度
$0])%
8.4.1轴上像点照度公式
9vI~vl l 8.4.2轴外像点的照度公式
fvu{(Tb 8.5眼睛直接观察与通过仪器观察时像的主观亮度
s8h*nZ)v 8.5.1眼睛直接观察物体时像的主观亮度
odv2 (\ 8.5.2通过仪器观察时像的主观亮度
kiTC)S=]) 习题8
I/E 9: 第9章色度学基础
7J'%;sH 9.1颜色视觉与色度学的基本概念
0vY_ 9.1.1人眼的颜色视觉特性
2+1ybOwb 9.1.2颜色的分类与彩色的三特性
I^NDJdxd 9.1.3颜色的混合与匹配
I"Oq< _ 9.2标准色度系统与色度计算
`4Yo-@iVP 9.2.1CIE1931-RGB色度系统
~?Zib1f) 9.2.2CIE1931标准色度系统
[doEArwn 9.2.3CIE1964补充标准色度系统
.#[ 9q- 9.2.4均匀色品图及均匀颜色空间
HD j6E" 9.2.5CIE标准施照体与标准
光源 hnj\|6L 9.2.6CIE色度计算举例
|]\zlH"w 第三篇典型应用光学系统
}7 N6nZj` 第10章
望远镜与望远系统外形尺寸计算
K;F1'5+=D 10.1望远镜中的转像系统
#M-!/E 10.1.1棱镜转像系统
!fOPYgAGKn 10.1.2透镜转像系统
Qqm?%7A1 10.2望远镜的变倍——可变放大率的望远镜
J8ni}\f 10.2.1间断变倍望远系统
Lqgrt]L_" 10.2.2连续变倍望远系统
!=0h*=NOYt 10.3望远系统的调焦方式内调焦望远镜
F};R 10.3.1外调焦系统
XKp&GE@Y 10.3.2内调焦系统——内调焦望远镜
.j}]J:{% 10.4光学测距原理与系统
dN8Mfa) 10.4.1单眼(合像)测距仪
a5*r1, 10.4.2双眼体视测距仪
3j7FG%\ 10.5望远(镜)系统的光学性能与主要技术要求
wQxI({k@ 10.5.1分辨率α
hD6BP 10.5.2视放大率г
MN?aPpr> 10.5.3视场角2ω
'$ei3 10.5.4出瞳直径D′
@16GF!. 10.5.5出瞳距离lZ′
/\mtCa.O 10.6望远系统的物镜和目镜
)Sn0Y B 10.6.1望远物镜的光学特性和类型
g=Xf&}&=x 10.6.2望远系统目镜的特点及常用类型
f$I=oN 10.7望远系统的外形尺寸计算
atL<mhRz 10.7.1光学系统外形尺寸计算的主要任务与内容
zPt<b!q 10.7.2望远系统的外形尺寸计算举例
O(^h_ 10.8 光学天文望远镜的发展与LAMOST的创新
#asg5 } 10.8.1光学天文望远镜的简要发展历程
=?5)M_6) 10.8.2大天区面积多目标
光纤光谱天文望远镜(LAMOST)
*EWWN?d 第11章显微镜
K%q5:9m 11.1概述
0Lo8pe`DH 11.2显微镜光学系统的基本组成与光学连接尺寸
EU[\D; 11.2.1显微镜光学系统的基本组成
?=1eHnP!R 11.2.2显微镜的光学连接尺寸
j|!,^._i 11.3显微镜的光学特性与主要光学性能指标
+B*]RL[th 11.3.1显微镜的光束限制结构特点
:=Olp;+_ 11.3.2显微镜的视场光阑和视场
'D\X$^J^ 11.3.3显微镜的分辨率
9q'9i9/3d 11.3.4显微镜的放大倍率及适用放大倍率
nI:M!j5s` 11.3.5显微镜的成像深度(景深)
4]o+)d.`( 11.4显微镜的物镜和目镜
qTJhYxm 11.4.1显微物镜
-^_2{i 11.4.2显微目镜
Xa`Q;J"h 11.5显微镜的
照明系统(米)
Xf
u0d1b 11.5.1对照明系统的要求
m8sd2&4 11.5.2主要的照明方式与照明系统
)qy?x7 第12章照相与投影系统
__=53]jGE 12.1照相机的工作原理
(/:m*x*6 12.2照相物镜的主要性能与基本类型
@KQ>DBWQM 12.2.1照相物镜的主要性能
;cMQ0e 12.2.2照相物镜的基本类型
"Zp&7hI 12.2.3变焦距照相物镜(*)
Qs1p 12.3 照相机的分类和基本结构
ocGrB)7eD 12.3.1照相机的分类
P$EiD+5#z 12.3.2传统胶片式单反照相机的基本结构
?eS;Yc 12.3.3数码照相机的原理、主要性能
参数及特点
$DHE%IN` 12.4放映投影系统的工作原理及其类别
JduO^Fit 12.5投影系统与投影物镜的主要光学性能参数
x^ `/&+m 12.6微显示投影机(★)
E)-;sFz 第13章纤维光学与光纤传像系统
.S//T/3O]Q 13.1阶跃光纤的传光机理与主要性能参数
uu6 JZp 13.1.1阶跃光纤中光波传播规律分析——表面波机理
}e\"VhAl/ 13.1.2光在阶跃直圆柱光纤中的传播规律及主要性能参数
-1Q24jrO- 13.2阶跃多模光纤与单模光纤
<h -)zI 13.2.1阶跃多模光纤传输的模式与归一化波导常数V
Rqe.=+Qs 13.2.2单模光纤
'K7\[if{ 13.3渐变折射率光纤的传光机理与自聚焦透镜的成像特性
DQ.4b 13.3.1非均匀介质中的光线理论——程函方程与光线微分方程
f@i#Znkf*? 13.3.2平方律分布的自聚焦光纤中的光线传播轨迹与规律分析
HE&)N
clY 13.3.3自聚焦透镜的成像规律——近轴成像
.W{CJh 13.4无源光纤传像原理、器件与系统
eoiz]L 13.4.1光纤传像束的传像机理与主要性能指标
Spn[:u @ 13.4.2光纤传像系统(光纤望远系统,光纤内窥镜)
$1.-m{Bd 第四篇 光学系统的像质评价与应用ZEMAX
OxHcoNrz 软件进行光学设计的基本方法
QuR}6C 第14章光学系统的像质评价
^lp=4C9 14.1用几何像差表征光学系统像质的基本概念与方法
~4fE`-O 14.1.1轴上点的光束结构与像差
H_&to3b( 14.1.2轴外点的子午与弧矢光束结构与像差表示
w)7y{ya$ 14.1.3垂轴几何像差
7yE\, 14.2几何点列图的像质评价方法
d6n_Hpxw^ 14.3光学系统成像质量的波像差表示与瑞利判据
yrxX[Hg?@ 14.4基于点扩散函数的空域像质评价方法(中心点亮度)与斯特列尔准则
TAG@Ab 14.5光学传递函数评价像质的基本概念
?t'V5$k\ 14.6典型光学系统成像质量评价与指标
2Q e&FeT 14.6.1望远镜与显微镜成像质量评价
3Q,&D'];[ 14.6.2照相系统与摄影物镜像质评价
aM~IRLmK 14.7ZEMAX中的像质评价方法
T=PqA)Ym 第15章应用ZEMAX的光学自动设计原理与方法
wO]e%BTO 15.1光学自动设计基本概念
R+HX'W 15.1.1光学自动设计基本原理
kL DpZ{ 15.1.2阻尼最小二乘法
_d 6'f8[& 15.1.3评价函数的构成与权因子
\ ca<L 15.2ZEMAX评价函数
y i$+rPF1 15.2.1ZEMAX评价函数的构建
+u|"q+p 15.2.2ZEMAX评价函数中的操作符
r D@*xMW 15.2.3默认评价函数
%`i*SF(gV 15.3常用几何像差控制在评价函数中的实现
F0!Z1S0g 15.3.1ZEMAX中内建几何像差控制符与特点
v~ >Bbe 15.3.2评价函数中常用独立几何像差复合控制操作符的构建
F^GNOD3J 15.4利用ZEMAX像质优化与设计举例
v>keZZOs 15.4.1消色差双胶合望远镜物镜设计
Lg<h54X 15.4.2光路中有棱镜的望远物镜设计
7(}'jZ 15.4.3显微物镜设计
-Cyo2wk 15.4.4目镜设计
'~Y@HRVL@| 15.4.5变焦物镜设计
BL&AZv/T 参考文献