《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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SVo ?o|< =.z;:0]'n
VgVDTWs7 ~vA{I%z5~ 目录
?#w} S% 第一篇几何光学的基本概念与成像理论
JaUzu3*= 第1章几何光学基本定律与成像基本概念
:EOai%i 1.1几何光学的基本概念
S L
5k^| 1.1.1光波
Zp)=l Td 1.1.2光源(发光体,发光点)
s|WwBT 1.1.3波面
R ABw(b 1.1.4光线
<yipy[D 1.1.5光束
RiQ]AsTtl 1.2光的传播规律——几何光学的基本定律
42]7N3:' 1.2.1光的直线传播定律
Y'iI_cg 1.2.2光的独立传播定律
Hk*1Wrs* 1.2.3反射定律与折射定律
jh/,G5RM9 1.2.4折射率
]qqgEZ1!Y 1.2.5反射光与折射光的能量分布
l$&~(YE f 1.2.6全反射(完全内反射)及其应用
qt}M&=}8Q 1.2.7光路的可逆原理
8;?4rrS 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
+vy fhw4 1.3费马原理
$A?9U}V#^ 1.4马吕斯定律
GqHW.s5 1.5光学系统及成像的基本概念
%_W4\ 1.5.1光学系统的基本概念
:V.@:x>id 1.5.2成像的基本概念
|^l_F1+w 习题1
mcQL>7ts 思考题1
l(NQk> w 第2章共轴球面系统的成像理论
}O*`I( 2.1子午面内实际光线经共轴球面系统折射的光路计算公式
qS\#MMsTd 2.1.1符号规则
e4` L8 2.1.2实际光线经(单折射)球面折射的光路计算公式
3'.@aMA@ 2.1.3实际光线经共轴球面系统的光路计算公式
J-
S.m( 2.1.4轴上单色物点经单折射球面成像性质的分析
}T4|Kyu? 2.2单折射球面的近轴光路计算公式与近轴成像规律
i*=~mO8E 2.2.1单个折射球面的近轴光路计算公式
^($'l)I 2.2.2单折射球面的近轴成像规律
~uc7R/3ss 2.3 共轴球面系统的近轴像面位置与放大率的计算
jTR?!Mt0 2.3.1共轴球面系统近轴区的转面过渡公式组
l$/pp 2.3.2共轴球面系统近轴像面位置的计算
d#v@NuO6
h 2.3.3共轴球面系统近轴区的拉—赫不变式与放大率计算
eMRH*MyD 2.4球面反射镜的成像规律
i3,.E]/wX@ 2.4.1球面反射镜的物像位置关系式
@F5Af/ 2.4.2球面反射镜的成像放大率与拉—赫不变式
s A,bR| 2.4.3球面反射镜的应用
QP%_2m>yhl 习题2
XX/gS=NE#. 思考题2
}>hn 第3章理想光学系统的成像理论
~snj92K 3.1理想光学系统与“共线成像”的基本概念
~gpxK{ 3.2共轴理想光学系统的基点、基面与焦距
@N4~|`?U 3.2.1主面和主点
cR3d&/_,U 3.2.2焦点和焦面
o^/
#i`) 3.2.3焦距
3Cj)upc 3.2.4节点、节面
elR'e6Q 3.3理想光学系统物像间的解析关系
_4N.]jr5 3.3.1决定光学系统物像共轭点位置的基本公式
bKpy?5&> 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
~`AB-0t.u 3.3.3理想光学系统的诸放大率及其相互关系
P{9:XSa% 3.3.4光束的会聚度与光学系统的光焦度、屈光度
4Et(3[P71 3.4理想光学系统的图解求像方法
V8/d27\ 3.4.1 光线描迹图解法
wGti|7Tu* 3.4.2直角坐标图解法
AU\=n,K7 3.5理想光学系统的物像关系特性曲线
KdCrI@^ 3.5.1物像位置共轭特性曲线
FC1rwXL( 3.5.2放大率特性曲线
]u5TvI,C 3.6光学系统的基本类型
Em(_W5
ND{ 3.6.1焦距f和f′具有相反符号的系统——第一型系统
<gwRE{6U 3.6.2焦距f和f′具有相同符号的系统——第二型系统
2?~nA2+vm 3.7理想光学系统的组合
8@rYT5e3c 3.8透镜
R0=f` ; 3.8.1单折射球面的基点、基面位置与焦距
sYS
8]JU 3.8.2透镜(厚
透镜)的基点位置与焦距计算公式
|3FI\F;^q 3.8.3薄透镜与薄透镜组
dq '2y 3.9理想光学系统共轴多光组复合的实用方法
|<c9ZS+ 3.9.1正切计算法
0ZjT.Ep 3.9.2截距计算法
h*VDd3[# 3.10实际光学系统基点位置和焦距的计算
"0!h-bQN 3.10.1求像方基点位置与焦距——正向光路计算
%<>:$4U@] 3.10.2求物方基点位置与焦距——反向光路计算
I#MPJ@*WT 习题3
>.qFhO\1so 思考题3
futYMoV 第4章矩阵方法在近轴光学中的应用
QDn_`c 4.1共轴球面系统的作用矩阵
^# $IoW 4.1.1折射矩阵
1x_EAHZ>7 4.1.2传递矩阵
[^
}$u[ 4.1.3共轴球面系统的作用矩阵
\s#~ %l 4.2共轴球面系统的物像关系矩阵
]S%_&ZMCM 4.3矩阵方法在薄透镜系统中的应用
iAH,f5T 习题4
9W=(D|,, 第5章平面元件与棱镜系统
&MpLm& 5.1平面折射与平行平板玻璃的成像性质
a
Y)vi$;] 5.1.1光线经过平面的折射
:\~>7VFg 5.1.2光线经平行平板玻璃的折射
Z@euO~e~ 5.1.3平行平板玻璃的“等效空气层”概念
{Z/iYHv~#c 5.2折射棱镜
'f{13-#X@ 5.3楔镜
IIAp-Y~B 5.4平面反射镜与平面镜系统
8~(,qU8- N 5.4.1平面镜的成像特性
}p?,J8=- 5.4.2平面镜的旋转效应
M1eh4IVE? 5.4.3两面角镜的成像特性
) 'xyK 5.5反射棱镜
?>+uO0*S 5.5.1反射棱镜的基本概念
>IS4 5.5.2反射棱镜的视场角
1T#-1n%[k( 5.5.3平面反射系统的转像规律分析
OFr"RGW" 5.5.4反射棱镜的展开及其理论结构尺寸的计算
vT#R>0@mi 5.5.5棱镜的偏差
&n| <NF 5.6光学铰链
Gs~eRcIB 5.7矢量分析计算方法在平面镜系中的应用
7D<Aa?cv_l 5.7.1矢量形式的反射定律
r#WqXh_uk 5.7.2矢量形式的折射定律
z/91v#}. 5.7.3矢量绕定轴转动公式
@rT$}O1?` 5.8平面反射系统中物像关系的矩阵表示方法
!!L'{beF 习题5
5{yg 第6章眼睛与典型目视光学系统的工作原理
\Yj_U'2"i 6.1 眼睛
UhJS=YvT 6.1.1眼睛的构造和主要光学常数
( 72%au 6.1.2模型眼与简化眼
>q;|
dn9 6.1.3眼睛的主要特性
0dwD ?GG2 6.2放大镜和显微镜系统的工作原理
2(!W
9#] 6.2.1放大镜的工作原理
j?C[ids< 6.2.2显微镜的工作原理
Q.$/I+&j 6.3 望远系统的工作原理
7a_8007$l 6.3.1望远系统的工作原理与主要性质
VJ#ys_W 6.3.2望远系统的视角放大率
N=u(
3So 6.3.3望远(镜)系统的基本类型
jy~hLEt7 6.4 目视光学仪器的视度调节
cWnEp';. 6.5 理想光学系统的分辨率
}'vQUGu8z 习题6
<!t;[ie?y 第7章光学系统中光束的限制
lFuW8G,-f@ 7.1实际光学系统中的光阑及其作用
n=b!c@f4 7.2光学系统的孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳
Pjq9BK9p 7.3视场光阑、窗以及渐晕的概念
@B0fRG y 7.3.1视场光阑、入射窗和出射窗
<,O|fY% 7.3.2渐晕
L2Cb/!z`c 7.4光阑设置的原则和几种典型系统光束限制的分析
+mG"m hF 7.4.1光阑设置的原则
R1hmJ 7.4.2几种典型光学系统的光阑设置与光束限制
F+G+XtOS 7.5远心光路(焦阑光路)(米)
ug}u>vQ> 7.5.1物方远心光路
1WaQWZ:= 7.5.2像方远心光路
Z wKX$(n 7.6场镜
D+AkV| 7.7物空间在平面上成像的清晰深度——光学系统的景深
t(UBs-t 7.7.1照相物镜的成像空间深度
,I|^d.[2 7.7.2望远系统的成像空间深度
IRLAsb3 习题7
.HTRvE`X 第二篇光度学与色度学基础
.`KzA] 第8章光度学的基本概念与光学系统中光能损失的计算
'xuxMav6m 8.1光能与光度学的基本概念
D|Tz{DRG 8.1.1立体角的概念与计算
KY2z)#/ 8.1.2辐(射能)通量、光谱光视效率(视见函数)与光通量
2 .Xx)(> 8.1.3发光强度
zBca$Vp 8.1.4(光)照度
V9KRA 1 8.1.5光出射度
a-#$T)mmfj 8.1.6(光)亮度
Jl\U~i 8.1.7光度学各主要光度量名称、单位及其换算关系
I7h v'3u 8.2光学系统中光通量与光亮度的传递
L8E4|F} 8.2.1光束在均匀透明的同种介质中的传播
"8)%XSb 8.2.2光束在介质分界面折射、反射后,光亮度的变化规律
p1GP@m,^n0 8.3光学系统中光能损失的计算
>t9DI 8.3.1光学系统中光能损失的分析与计算
?Z!R 8.3.2光学系统透过率的计算
Le-t<6i-V# 8.4像平面的照度
:V6t5I'_ 8.4.1轴上像点照度公式
7<:o4\q?m 8.4.2轴外像点的照度公式
t\:=|t, 8.5眼睛直接观察与通过仪器观察时像的主观亮度
N:KM8PZ&~ 8.5.1眼睛直接观察物体时像的主观亮度
cAx$W6S 8.5.2通过仪器观察时像的主观亮度
U$@}!X 习题8
#$ka.Pj 第9章色度学基础
VeEa17g& 9.1颜色视觉与色度学的基本概念
lP4s"8E`h 9.1.1人眼的颜色视觉特性
c8zok `\P_ 9.1.2颜色的分类与彩色的三特性
butBS 9.1.3颜色的混合与匹配
/ZL6gRRA| 9.2标准色度系统与色度计算
B}zBbB 9.2.1CIE1931-RGB色度系统
am'K$s 9.2.2CIE1931标准色度系统
)yz)Fw|& 9.2.3CIE1964补充标准色度系统
O|Y`:xvc 9.2.4均匀色品图及均匀颜色空间
mq}uq9< 9.2.5CIE标准施照体与标准
光源 Z" l].\=
F 9.2.6CIE色度计算举例
xqDz*V/mD 第三篇典型应用光学系统
^\S~rW.3_ 第10章
望远镜与望远系统外形尺寸计算
%"#ydOy 10.1望远镜中的转像系统
#
dUi[' 10.1.1棱镜转像系统
r|z B?9Q 10.1.2透镜转像系统
0e:j=kd)NH 10.2望远镜的变倍——可变放大率的望远镜
?hrz@k| 10.2.1间断变倍望远系统
K4RQ{fWpm 10.2.2连续变倍望远系统
19[.&-u" 10.3望远系统的调焦方式内调焦望远镜
Ag{)?5/d_ 10.3.1外调焦系统
L[5U(`q[ 10.3.2内调焦系统——内调焦望远镜
WK0IagYw 10.4光学测距原理与系统
+~1FKLu 10.4.1单眼(合像)测距仪
l"h6e$dP 10.4.2双眼体视测距仪
7uu\R=$ 10.5望远(镜)系统的光学性能与主要技术要求
A*|\E:fo 10.5.1分辨率α
|rgPHRX^Hn 10.5.2视放大率г
ym` 4v5w 10.5.3视场角2ω
1'\s7P 10.5.4出瞳直径D′
}t|i1{%_ 10.5.5出瞳距离lZ′
T'Jl,)" 10.6望远系统的物镜和目镜
Ofb&W
AD 10.6.1望远物镜的光学特性和类型
oZL# *Z(h 10.6.2望远系统目镜的特点及常用类型
]XX>h~0 10.7望远系统的外形尺寸计算
3:c6x kaw 10.7.1光学系统外形尺寸计算的主要任务与内容
8wkt9: 10.7.2望远系统的外形尺寸计算举例
zlkW-rRkR 10.8 光学天文望远镜的发展与LAMOST的创新
R9K~b^` 10.8.1光学天文望远镜的简要发展历程
}dU!PZ9N) 10.8.2大天区面积多目标
光纤光谱天文望远镜(LAMOST)
7pyaHe 第11章显微镜
ZBQ @S 11.1概述
=<TJ[,h
et 11.2显微镜光学系统的基本组成与光学连接尺寸
so Lmr's 11.2.1显微镜光学系统的基本组成
?5%o-hB| 11.2.2显微镜的光学连接尺寸
x lsAct: 11.3显微镜的光学特性与主要光学性能指标
IO2@^jup 11.3.1显微镜的光束限制结构特点
7?vj+1; 11.3.2显微镜的视场光阑和视场
&
\C1QkI 11.3.3显微镜的分辨率
yI-EF)A@; 11.3.4显微镜的放大倍率及适用放大倍率
<a+@4d; 11.3.5显微镜的成像深度(景深)
>I;.q|T 11.4显微镜的物镜和目镜
iJKGzHvS 11.4.1显微物镜
Nn?$}g 11.4.2显微目镜
yKz%-6cpSl 11.5显微镜的
照明系统(米)
,sg\K>H= 11.5.1对照明系统的要求
V8pZr+AJ 11.5.2主要的照明方式与照明系统
Oe "%v;- 第12章照相与投影系统
9.9B#? 12.1照相机的工作原理
:/"5x 12.2照相物镜的主要性能与基本类型
^nFP#J)_5 12.2.1照相物镜的主要性能
R$QhuxT| 12.2.2照相物镜的基本类型
Bf[`o<c 12.2.3变焦距照相物镜(*)
ZhC,nbM 12.3 照相机的分类和基本结构
N&$ ,uhmO 12.3.1照相机的分类
+A$>F@u 12.3.2传统胶片式单反照相机的基本结构
8WKY 4nkj 12.3.3数码照相机的原理、主要性能
参数及特点
r{*BJi.b 12.4放映投影系统的工作原理及其类别
>V\^oh)t]t 12.5投影系统与投影物镜的主要光学性能参数
<qI!Dj{ 12.6微显示投影机(★)
H%}/O;C 第13章纤维光学与光纤传像系统
$e uI 13.1阶跃光纤的传光机理与主要性能参数
'C>sYSL 13.1.1阶跃光纤中光波传播规律分析——表面波机理
vbG&F.P 13.1.2光在阶跃直圆柱光纤中的传播规律及主要性能参数
l<7SB5 13.2阶跃多模光纤与单模光纤
O{U j 13.2.1阶跃多模光纤传输的模式与归一化波导常数V
Tgbq4xR( 13.2.2单模光纤
*!dA/sid 13.3渐变折射率光纤的传光机理与自聚焦透镜的成像特性
#]gmM 13.3.1非均匀介质中的光线理论——程函方程与光线微分方程
M7&G9SGZ 13.3.2平方律分布的自聚焦光纤中的光线传播轨迹与规律分析
(zk/>Ou 13.3.3自聚焦透镜的成像规律——近轴成像
9E[==2TO 13.4无源光纤传像原理、器件与系统
RU>qj
*e 13.4.1光纤传像束的传像机理与主要性能指标
8 tIy"5 13.4.2光纤传像系统(光纤望远系统,光纤内窥镜)
9}4~3_gv;M 第四篇 光学系统的像质评价与应用ZEMAX
vF[ 4kDHk 软件进行光学设计的基本方法
dB:c2 第14章光学系统的像质评价
2Je]dj4 14.1用几何像差表征光学系统像质的基本概念与方法
;=6EBP% 14.1.1轴上点的光束结构与像差
jCIY(/ 14.1.2轴外点的子午与弧矢光束结构与像差表示
}-u%6KZ 14.1.3垂轴几何像差
)V_;]9<wt 14.2几何点列图的像质评价方法
Zp9kxm' 14.3光学系统成像质量的波像差表示与瑞利判据
TgHUH>k 14.4基于点扩散函数的空域像质评价方法(中心点亮度)与斯特列尔准则
4x#tUzb; 14.5光学传递函数评价像质的基本概念
E\p"% 14.6典型光学系统成像质量评价与指标
e,W,NnCICj 14.6.1望远镜与显微镜成像质量评价
d9%P[(yM^ 14.6.2照相系统与摄影物镜像质评价
l/\D0\x2 14.7ZEMAX中的像质评价方法
:)&vf<JL 第15章应用ZEMAX的光学自动设计原理与方法
6GqC]rd*: 15.1光学自动设计基本概念
8Kk41 = 15.1.1光学自动设计基本原理
JZ&_1~Z= 15.1.2阻尼最小二乘法
?zbW z=nq 15.1.3评价函数的构成与权因子
8lA,3'z 15.2ZEMAX评价函数
dep"$pys> 15.2.1ZEMAX评价函数的构建
YBF$/W+=9| 15.2.2ZEMAX评价函数中的操作符
;P/ 4.|< 15.2.3默认评价函数
%&q}5Y4! 15.3常用几何像差控制在评价函数中的实现
qV/>d', 15.3.1ZEMAX中内建几何像差控制符与特点
{];-b0MS~ 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
vJV/3-yX 15.4利用ZEMAX像质优化与设计举例
l\uNh~\ 15.4.1消色差双胶合望远镜物镜设计
|{_>H' 15.4.2光路中有棱镜的望远物镜设计
Xkg 15.4.3显微物镜设计
mm.%Dcn 15.4.4目镜设计
5K)_w:U
X 15.4.5变焦物镜设计
ou<,c?nNM 参考文献