《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。
OqGp|` wG3L+[,
^0,}y]5p .5JIQWE( 平装:593页
8jK=A2pTa 品牌:高等教育出版社
tldT(E6
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DR"Y(-xl '2,~'Zk
ITPE2x /08FV|tX) 目录
BD6!, 第一篇几何光学的基本概念与成像理论
--HDE c| 第1章几何光学基本定律与成像基本概念
"2e3 <:$ 1.1几何光学的基本概念
#1YMpL 1.1.1光波
ODJ"3 J 1.1.2光源(发光体,发光点)
4+olyBht 1.1.3波面
:kZ]Swi 5 1.1.4光线
^&3vGu9 1.1.5光束
*0U#Z]t 1.2光的传播规律——几何光学的基本定律
gx\V)8Zr 1.2.1光的直线传播定律
}OkzP)( 1.2.2光的独立传播定律
YznL+TD 1.2.3反射定律与折射定律
32GI+NN 1.2.4折射率
%PW-E($o< 1.2.5反射光与折射光的能量分布
b[vE!lJEq 1.2.6全反射(完全内反射)及其应用
-]EL|_; 1.2.7光路的可逆原理
vuQA-w7 1.2.8光线在折射率连续变化的非均匀介质中的传播规律
l|g*E.:4 1.3费马原理
R P{pEd 1.4马吕斯定律
TtJX(N~ 1.5光学系统及成像的基本概念
,Csdon 1.5.1光学系统的基本概念
OPvPP>0*8 1.5.2成像的基本概念
BKFO^ 习题1
at>_EiS 思考题1
k?cX fj& 第2章共轴球面系统的成像理论
>iyNZ]."\ 2.1子午面内实际光线经共轴球面系统折射的光路计算公式
\Y xG 2.1.1符号规则
|:)Bo<8 2.1.2实际光线经(单折射)球面折射的光路计算公式
4DIU7#GG 2.1.3实际光线经共轴球面系统的光路计算公式
XT0-"-q 2.1.4轴上单色物点经单折射球面成像性质的分析
Y58H.P 2.2单折射球面的近轴光路计算公式与近轴成像规律
XRaGV~ 2.2.1单个折射球面的近轴光路计算公式
pI@71~|R 2.2.2单折射球面的近轴成像规律
Yjg$o:M 2.3 共轴球面系统的近轴像面位置与放大率的计算
besc7!S 2.3.1共轴球面系统近轴区的转面过渡公式组
Ehy(;n)\ 2.3.2共轴球面系统近轴像面位置的计算
<n_?$ TJ 2.3.3共轴球面系统近轴区的拉—赫不变式与放大率计算
U=v>gNba 2.4球面反射镜的成像规律
lU 9o"2 2.4.1球面反射镜的物像位置关系式
"t2T*'j{ 2.4.2球面反射镜的成像放大率与拉—赫不变式
9^^\Z5 2.4.3球面反射镜的应用
Jq1oQu|rs 习题2
TjpyU:R,&| 思考题2
$#^3>u 第3章理想光学系统的成像理论
jS,Pu%fR 3.1理想光学系统与“共线成像”的基本概念
AB
$N`+& 3.2共轴理想光学系统的基点、基面与焦距
f y|JE9Io_ 3.2.1主面和主点
F,YPIl 3.2.2焦点和焦面
|@d(2f8 3.2.3焦距
03?ADjO 3.2.4节点、节面
J5b3r1~D"[ 3.3理想光学系统物像间的解析关系
eg~
Dm>Es 3.3.1决定光学系统物像共轭点位置的基本公式
mI2Gs)SO 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
2 3.3.3理想光学系统的诸放大率及其相互关系
,WdSJ BK'a 3.3.4光束的会聚度与光学系统的光焦度、屈光度
hMupQDv/I 3.4理想光学系统的图解求像方法
$7X;FmlG& 3.4.1 光线描迹图解法
2k!uk6 3.4.2直角坐标图解法
UXZ3~/L5 O 3.5理想光学系统的物像关系特性曲线
6cg,L:j# 3.5.1物像位置共轭特性曲线
hz bvR~rn 3.5.2放大率特性曲线
BTsvL>Wy 3.6光学系统的基本类型
bLTX_
R 3.6.1焦距f和f′具有相反符号的系统——第一型系统
@3eMvbI 3.6.2焦距f和f′具有相同符号的系统——第二型系统
uWGp>;m eO 3.7理想光学系统的组合
2SU'lh\E 3.8透镜
tL&_@PD)3 3.8.1单折射球面的基点、基面位置与焦距
U>IsmF>m 3.8.2透镜(厚
透镜)的基点位置与焦距计算公式
#WA7}tHb 3.8.3薄透镜与薄透镜组
E;yr46 3.9理想光学系统共轴多光组复合的实用方法
Zy Df@(z` 3.9.1正切计算法
6n:X
p_yO 3.9.2截距计算法
-X *.scw 3.10实际光学系统基点位置和焦距的计算
va~:Ivl-) 3.10.1求像方基点位置与焦距——正向光路计算
e?\Od}Hbw 3.10.2求物方基点位置与焦距——反向光路计算
DvN_}h^nX 习题3
jHMP"(] 思考题3
AsS~TLG9p 第4章矩阵方法在近轴光学中的应用
:z?T/9,C 4.1共轴球面系统的作用矩阵
0$XrtnM 4.1.1折射矩阵
Ev#,}l+ 4.1.2传递矩阵
qPN 4.1.3共轴球面系统的作用矩阵
5m;pHgkb 4.2共轴球面系统的物像关系矩阵
Jbima> 4.3矩阵方法在薄透镜系统中的应用
zBrIhL]95 习题4
v&sp;%I6= 第5章平面元件与棱镜系统
GNG.N)q#C 5.1平面折射与平行平板玻璃的成像性质
C#&b` 5.1.1光线经过平面的折射
hAi'|;g 5.1.2光线经平行平板玻璃的折射
,0L< wa 5.1.3平行平板玻璃的“等效空气层”概念
M/[9ZgDc 5.2折射棱镜
O[ans_8 5.3楔镜
uxrNkZia 5.4平面反射镜与平面镜系统
T~>&m~} + 5.4.1平面镜的成像特性
*nM.`7g*[ 5.4.2平面镜的旋转效应
4J[bh 5.4.3两面角镜的成像特性
cP21x<n 5.5反射棱镜
r|jBKq~ 5.5.1反射棱镜的基本概念
;r;>4+zn\ 5.5.2反射棱镜的视场角
d76C]R5L 5.5.3平面反射系统的转像规律分析
"|
oW6@ 5.5.4反射棱镜的展开及其理论结构尺寸的计算
4[0.M 5.5.5棱镜的偏差
X bV?= 5.6光学铰链
z ISy\uka 5.7矢量分析计算方法在平面镜系中的应用
)P/~{Ci:T& 5.7.1矢量形式的反射定律
m[5ed1+ 5.7.2矢量形式的折射定律
H]lD*3b 5.7.3矢量绕定轴转动公式
~ "~uXNd 5.8平面反射系统中物像关系的矩阵表示方法
wZ8LY; 习题5
R[lA@q:
第6章眼睛与典型目视光学系统的工作原理
m<9W# 6.1 眼睛
zHj_q%A 6.1.1眼睛的构造和主要光学常数
@iz6)2z 6.1.2模型眼与简化眼
{*|$@%y! 6.1.3眼睛的主要特性
avv/mEf-f 6.2放大镜和显微镜系统的工作原理
*u<@_Oa 6.2.1放大镜的工作原理
aG1[85:,\i 6.2.2显微镜的工作原理
=1kjKE ! 6.3 望远系统的工作原理
8j%lM/ v 6.3.1望远系统的工作原理与主要性质
k|^nrjStC 6.3.2望远系统的视角放大率
m+'X8}GC#O 6.3.3望远(镜)系统的基本类型
hWu#}iN 6.4 目视光学仪器的视度调节
s&OwVQ<M 6.5 理想光学系统的分辨率
Boa?Ghg 习题6
#lm1"~`5 第7章光学系统中光束的限制
qoD
M!~ 7.1实际光学系统中的光阑及其作用
[C~{g# 7.2光学系统的孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳
2TC7${^9}J 7.3视场光阑、窗以及渐晕的概念
"V_PWEi 7.3.1视场光阑、入射窗和出射窗
Yc'7F7.<6 7.3.2渐晕
785Y*.p 7.4光阑设置的原则和几种典型系统光束限制的分析
q}R" 7.4.1光阑设置的原则
}oTac 7.4.2几种典型光学系统的光阑设置与光束限制
">RDa<H] 7.5远心光路(焦阑光路)(米)
'uOp?g' 7 7.5.1物方远心光路
80M4~'3 7.5.2像方远心光路
>G+?X+9 7.6场镜
hMs}r,* 7.7物空间在平面上成像的清晰深度——光学系统的景深
M*c`@\ 7.7.1照相物镜的成像空间深度
:@X@8j": 7.7.2望远系统的成像空间深度
A&0sD}I\K 习题7
ZjJEjw 第二篇光度学与色度学基础
`qsn; 第8章光度学的基本概念与光学系统中光能损失的计算
2?7a\s 8.1光能与光度学的基本概念
Ih95&HsdC 8.1.1立体角的概念与计算
QSy #k~ 8.1.2辐(射能)通量、光谱光视效率(视见函数)与光通量
o' DXd[y 8.1.3发光强度
P8s'e_t 8.1.4(光)照度
\h"QgHzp 8.1.5光出射度
yz2NB?) 8.1.6(光)亮度
dDk<J;~jGJ 8.1.7光度学各主要光度量名称、单位及其换算关系
!'C^qrh 8.2光学系统中光通量与光亮度的传递
$NWI_F4 8.2.1光束在均匀透明的同种介质中的传播
NC2PW+( 8.2.2光束在介质分界面折射、反射后,光亮度的变化规律
|v{a5|<E 8.3光学系统中光能损失的计算
T3{qn$t8 8.3.1光学系统中光能损失的分析与计算
2S8/
lsB
8.3.2光学系统透过率的计算
)P.|Xk:r 8.4像平面的照度
z|yC [Ota 8.4.1轴上像点照度公式
GRj{*zs 8.4.2轴外像点的照度公式
S?=2GY 8.5眼睛直接观察与通过仪器观察时像的主观亮度
UeT"v?zP 8.5.1眼睛直接观察物体时像的主观亮度
_B|g)Rdv 8.5.2通过仪器观察时像的主观亮度
zn3i2MWS 习题8
,k@fXoW 第9章色度学基础
\d%SC <s 9.1颜色视觉与色度学的基本概念
_" F(w"| 9.1.1人眼的颜色视觉特性
Wm.SLr,o0 9.1.2颜色的分类与彩色的三特性
?Zoq|Q+ 9.1.3颜色的混合与匹配
A\.M/)Qo 9.2标准色度系统与色度计算
g!%csf 9.2.1CIE1931-RGB色度系统
Ph.$]yQCc] 9.2.2CIE1931标准色度系统
Px K 9.2.3CIE1964补充标准色度系统
/gHRJ$2|Sx 9.2.4均匀色品图及均匀颜色空间
Y6fU; 9.2.5CIE标准施照体与标准
光源 G0//P
.# 9.2.6CIE色度计算举例
3!CI=(^IY 第三篇典型应用光学系统
5NeEDY2%# 第10章
望远镜与望远系统外形尺寸计算
t/S~CIA 10.1望远镜中的转像系统
4- 6' 10.1.1棱镜转像系统
"$:nz} 10.1.2透镜转像系统
mrd(\&EhA 10.2望远镜的变倍——可变放大率的望远镜
R{6.O+j` 10.2.1间断变倍望远系统
-acW[$t 10.2.2连续变倍望远系统
hgKs[ySo,3 10.3望远系统的调焦方式内调焦望远镜
<v[,A8Q 10.3.1外调焦系统
Z)7
{e"5d 10.3.2内调焦系统——内调焦望远镜
m&|?mTo>m 10.4光学测距原理与系统
5'>(|7~%\ 10.4.1单眼(合像)测距仪
2@ACmh 10.4.2双眼体视测距仪
x%x:gkq 10.5望远(镜)系统的光学性能与主要技术要求
~&4,w9b)j 10.5.1分辨率α
z6FG^ 10.5.2视放大率г
O*yc8fUI 10.5.3视场角2ω
WFN5&7$ W 10.5.4出瞳直径D′
n2Ycq&O 10.5.5出瞳距离lZ′
]b<k% 10.6望远系统的物镜和目镜
qdj,Qz9ly 10.6.1望远物镜的光学特性和类型
kS?!"zk> 10.6.2望远系统目镜的特点及常用类型
=UNzjmP503 10.7望远系统的外形尺寸计算
+5);"71 10.7.1光学系统外形尺寸计算的主要任务与内容
59T:{d;~ 10.7.2望远系统的外形尺寸计算举例
t_@%4Wn!1L 10.8 光学天文望远镜的发展与LAMOST的创新
`t ZvIy* 10.8.1光学天文望远镜的简要发展历程
eB!0:nHN 10.8.2大天区面积多目标
光纤光谱天文望远镜(LAMOST)
=`vUWONn 第11章显微镜
8<?60sj 11.1概述
D
7H$!(F> 11.2显微镜光学系统的基本组成与光学连接尺寸
|yN7#O-D 11.2.1显微镜光学系统的基本组成
K-_e' )22. 11.2.2显微镜的光学连接尺寸
"vjz $. 11.3显微镜的光学特性与主要光学性能指标
eyl+D sK 11.3.1显微镜的光束限制结构特点
?exV:OKLb 11.3.2显微镜的视场光阑和视场
{b+!0[ 11.3.3显微镜的分辨率
PGu6hV{ 11.3.4显微镜的放大倍率及适用放大倍率
pt|u?T_+ 11.3.5显微镜的成像深度(景深)
`N8A{8$qv 11.4显微镜的物镜和目镜
[Fr.ik 11.4.1显微物镜
a{69JY5 11.4.2显微目镜
CQzJ_aSJ( 11.5显微镜的
照明系统(米)
hMeE@Q0 11.5.1对照明系统的要求
H`aqpa"C 11.5.2主要的照明方式与照明系统
) <^9` 第12章照相与投影系统
SukRJvi 12.1照相机的工作原理
E@P8-x'i 12.2照相物镜的主要性能与基本类型
hq$:62NYg 12.2.1照相物镜的主要性能
[ZOo%"M_Y 12.2.2照相物镜的基本类型
FrB}2 12.2.3变焦距照相物镜(*)
>K;p+( <6 12.3 照相机的分类和基本结构
j$A~3O<e" 12.3.1照相机的分类
AXz'=T}{ 12.3.2传统胶片式单反照相机的基本结构
t#}/VnSQ 12.3.3数码照相机的原理、主要性能
参数及特点
K
)1K ] 12.4放映投影系统的工作原理及其类别
z)yxz:E 12.5投影系统与投影物镜的主要光学性能参数
ix$?/GlL
12.6微显示投影机(★)
"F}anPY 第13章纤维光学与光纤传像系统
0b~5i-zM/ 13.1阶跃光纤的传光机理与主要性能参数
)1Os+0az 13.1.1阶跃光纤中光波传播规律分析——表面波机理
a` 95eL} 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
ft4J.oT 13.2阶跃多模光纤与单模光纤
B.;/N220P 13.2.1阶跃多模光纤传输的模式与归一化波导常数V
_)zSjFX9 13.2.2单模光纤
.& B_\* 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
XQ%*U=)s 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
70mQ{YNN 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
RAR"9 N
. 13.3.3自聚焦透镜的成像规律——近轴成像
AnfJyltS 13.4无源光纤传像原理、器件与系统
rH$0h2 13.4.1光纤传像束的传像机理与主要性能指标
DU4NPys]y 13.4.2光纤传像系统(光纤望远系统,光纤内窥镜)
Elh: %dr Q 第四篇 光学系统的像质评价与应用ZEMAX
{SbA(a?B 软件进行光学设计的基本方法
{1>V~e8t 第14章光学系统的像质评价
\ :1MM 14.1用几何像差表征光学系统像质的基本概念与方法
yx4B!U 14.1.1轴上点的光束结构与像差
89U<9j 14.1.2轴外点的子午与弧矢光束结构与像差表示
tB'F`HM:mq 14.1.3垂轴几何像差
\NDSpT<Z 14.2几何点列图的像质评价方法
%f#3;tpC8 14.3光学系统成像质量的波像差表示与瑞利判据
e$4 5 OL 14.4基于点扩散函数的空域像质评价方法(中心点亮度)与斯特列尔准则
q4|TwRx~ 14.5光学传递函数评价像质的基本概念
8sx\b 14.6典型光学系统成像质量评价与指标
mBhG"0: 14.6.1望远镜与显微镜成像质量评价
ABSAle 14.6.2照相系统与摄影物镜像质评价
;KWR/?ec 14.7ZEMAX中的像质评价方法
d/+sR@\ 第15章应用ZEMAX的光学自动设计原理与方法
wt? 8-_ 15.1光学自动设计基本概念
N9r02c 15.1.1光学自动设计基本原理
L8Z[Ly+_ 15.1.2阻尼最小二乘法
^GB9!d. 15.1.3评价函数的构成与权因子
&-470Z%/ 15.2ZEMAX评价函数
yrs![ u 15.2.1ZEMAX评价函数的构建
8G?'F${` 15.2.2ZEMAX评价函数中的操作符
`f}}z5 15.2.3默认评价函数
{W62%>v 15.3常用几何像差控制在评价函数中的实现
<fC gU& 15.3.1ZEMAX中内建几何像差控制符与特点
jW}n6w5 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
p)(mF"\8= 15.4利用ZEMAX像质优化与设计举例
KN'l/9. 15.4.1消色差双胶合望远镜物镜设计
`Yn^ -W 15.4.2光路中有棱镜的望远物镜设计
)**k3u
t4 15.4.3显微物镜设计
JR<#el
15.4.4目镜设计
6+_)(+c 15.4.5变焦物镜设计
36s[hg 参考文献