《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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N_C_O$j >uHS[ _`nM 平装:593页
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>,h1N$A+ zj]b&In6;
Z|^MGyn 2H&{1f\Bf 目录
gwQvao 第一篇几何光学的基本概念与成像理论
F(CRq`
第1章几何光学基本定律与成像基本概念
7o{*Z 1.1几何光学的基本概念
+0pW/4x 1.1.1光波
$
u2Cd4 1.1.2光源(发光体,发光点)
Sa]mm/G 1.1.3波面
~4s-S3YzaM 1.1.4光线
TC-f%1( 1.1.5光束
E_[ONm=, 1.2光的传播规律——几何光学的基本定律
r#xk`a 1.2.1光的直线传播定律
]+IVSxa!u 1.2.2光的独立传播定律
MM_py!=>7 1.2.3反射定律与折射定律
oofFrAaT 1.2.4折射率
3t 1.2.5反射光与折射光的能量分布
IYNMU\s 1.2.6全反射(完全内反射)及其应用
0|2%# E 1.2.7光路的可逆原理
jA2ofC 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
ci7~KewJ* 1.3费马原理
\ j]~>9 1.4马吕斯定律
w67xl 1.5光学系统及成像的基本概念
*4#on> 1.5.1光学系统的基本概念
3%NE/lw1 1.5.2成像的基本概念
onzA7Gre 习题1
f-vK}'Z`, 思考题1
}W
"(cYN_ 第2章共轴球面系统的成像理论
*?Wtj 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
hZ#\t 2.1.1符号规则
GUCM4jVT^ 2.1.2实际光线经(单折射)球面折射的光路计算公式
I2*oTUSik 2.1.3实际光线经共轴球面系统的光路计算公式
@+0V& jc 2.1.4轴上单色物点经单折射球面成像性质的分析
4GTrI@}3 2.2单折射球面的近轴光路计算公式与近轴成像规律
2nx8iA
2.2.1单个折射球面的近轴光路计算公式
$Z7:#cZ Y 2.2.2单折射球面的近轴成像规律
P7 8uq 2.3 共轴球面系统的近轴像面位置与放大率的计算
m9g^ -X 2.3.1共轴球面系统近轴区的转面过渡公式组
/$OIlu 2.3.2共轴球面系统近轴像面位置的计算
^%zNa6BL 2.3.3共轴球面系统近轴区的拉—赫不变式与放大率计算
L` [F~$| 2.4球面反射镜的成像规律
ZPYH#gC&T 2.4.1球面反射镜的物像位置关系式
u.&|CF- 2.4.2球面反射镜的成像放大率与拉—赫不变式
Q}z{AZ 2.4.3球面反射镜的应用
QAXYrRu 习题2
H8"tbU 思考题2
;5RIwD 第3章理想光学系统的成像理论
j}RM.C\7 3.1理想光学系统与“共线成像”的基本概念
Fs9W>*( 3.2共轴理想光学系统的基点、基面与焦距
%jgg59 3.2.1主面和主点
f}-v 3.2.2焦点和焦面
tAt;bYjb\ 3.2.3焦距
%f#\i#G<k 3.2.4节点、节面
jhcuK:`L 3.3理想光学系统物像间的解析关系
|bvGYsn_#= 3.3.1决定光学系统物像共轭点位置的基本公式
%((cFQ9 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
)Jz !Ut 3.3.3理想光学系统的诸放大率及其相互关系
cB36p&% 3.3.4光束的会聚度与光学系统的光焦度、屈光度
573~-Jvx 3.4理想光学系统的图解求像方法
8"pA9Mr 3.4.1 光线描迹图解法
I,z"_[^G 3.4.2直角坐标图解法
}amE6 3.5理想光学系统的物像关系特性曲线
,"C&v~ 3.5.1物像位置共轭特性曲线
7\ ZL 3.5.2放大率特性曲线
_6/Qp`s 3.6光学系统的基本类型
tQCj)Ms 'X 3.6.1焦距f和f′具有相反符号的系统——第一型系统
p|;o5j{ 3.6.2焦距f和f′具有相同符号的系统——第二型系统
(aBP|rxg 3.7理想光学系统的组合
YL!oF^XO 3.8透镜
W-!dMa 3.8.1单折射球面的基点、基面位置与焦距
rOhA*_EG 3.8.2透镜(厚
透镜)的基点位置与焦距计算公式
vy:6_ 3.8.3薄透镜与薄透镜组
!?Tzk&' 3.9理想光学系统共轴多光组复合的实用方法
`;T?9n 3.9.1正切计算法
3?]S,~!F 3.9.2截距计算法
t>-XT|lV 3.10实际光学系统基点位置和焦距的计算
0Mq6yu^ 3.10.1求像方基点位置与焦距——正向光路计算
"vvFq ,c 3.10.2求物方基点位置与焦距——反向光路计算
tl2Lq0 习题3
vkh;qPD 思考题3
L7[X|zmy*x 第4章矩阵方法在近轴光学中的应用
6.vNe 4.1共轴球面系统的作用矩阵
5M]6'X6I 4.1.1折射矩阵
Q9nu"x
% 4.1.2传递矩阵
q
w"e0q% ) 4.1.3共轴球面系统的作用矩阵
6l=M;B7:i 4.2共轴球面系统的物像关系矩阵
OHQ3+WJ 4.3矩阵方法在薄透镜系统中的应用
)8\Z=uC 习题4
M!{Rq1M 第5章平面元件与棱镜系统
79y'Ja+`j 5.1平面折射与平行平板玻璃的成像性质
AZ}%MA;q 5.1.1光线经过平面的折射
rjt O`Mt` 5.1.2光线经平行平板玻璃的折射
6pSRum 5.1.3平行平板玻璃的“等效空气层”概念
~91uk3ST? 5.2折射棱镜
pvI&-D #} 5.3楔镜
w 2s, 5.4平面反射镜与平面镜系统
"F04c|oR<X 5.4.1平面镜的成像特性
9n-RXVL+ 5.4.2平面镜的旋转效应
((n5';|N 5.4.3两面角镜的成像特性
$K;_Wf 5.5反射棱镜
'[0
3L9 5.5.1反射棱镜的基本概念
YL_!#<k@ 5.5.2反射棱镜的视场角
[UUM^!1 5.5.3平面反射系统的转像规律分析
t^dakL 5.5.4反射棱镜的展开及其理论结构尺寸的计算
!<JG&9ODP 5.5.5棱镜的偏差
sz){uOI 5.6光学铰链
bkJn}Al; 5.7矢量分析计算方法在平面镜系中的应用
i,\t]EJAU 5.7.1矢量形式的反射定律
u~j'NOv 5.7.2矢量形式的折射定律
W"#j7p`d 5.7.3矢量绕定轴转动公式
9L UP{(uq 5.8平面反射系统中物像关系的矩阵表示方法
Yf%[6Y{ 习题5
k B$lkl\C 第6章眼睛与典型目视光学系统的工作原理
0^_)OsFA 6.1 眼睛
m mw)C" 6.1.1眼睛的构造和主要光学常数
JB: mbH 6.1.2模型眼与简化眼
6oe$)iV 6.1.3眼睛的主要特性
C&qDvvk 6.2放大镜和显微镜系统的工作原理
X*D5y8< 6.2.1放大镜的工作原理
rGP?
E3 6.2.2显微镜的工作原理
"dFdOb"O- 6.3 望远系统的工作原理
GZ-n!
^ 6.3.1望远系统的工作原理与主要性质
E}E7VQjM 6.3.2望远系统的视角放大率
=D;UMSf 6.3.3望远(镜)系统的基本类型
xNkwTDN5 6.4 目视光学仪器的视度调节
_~(MA-l 6.5 理想光学系统的分辨率
*&~sr 习题6
s7X~OF(# 第7章光学系统中光束的限制
CgaB) `. 7.1实际光学系统中的光阑及其作用
k
N
uN4/ 7.2光学系统的孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳
NiU tH 7.3视场光阑、窗以及渐晕的概念
&St~!y6M? 7.3.1视场光阑、入射窗和出射窗
^[SbV^DOL 7.3.2渐晕
,L8I7O}A; 7.4光阑设置的原则和几种典型系统光束限制的分析
cPa 0n4 7.4.1光阑设置的原则
vs)HbQ 7.4.2几种典型光学系统的光阑设置与光束限制
g@N=N 7.5远心光路(焦阑光路)(米)
j/; @P 7.5.1物方远心光路
;nHo%`Zt 7.5.2像方远心光路
X.W#=$;$: 7.6场镜
8*Nt&`@ 7.7物空间在平面上成像的清晰深度——光学系统的景深
{&Gk.ODI7 7.7.1照相物镜的成像空间深度
!S$oaCxM 7.7.2望远系统的成像空间深度
s}pGJ&C 习题7
*]DJAF] 第二篇光度学与色度学基础
~P_d0A~T 第8章光度学的基本概念与光学系统中光能损失的计算
|M0,%~Kt 8.1光能与光度学的基本概念
'44nk(hM69 8.1.1立体角的概念与计算
aL$c).hq0 8.1.2辐(射能)通量、光谱光视效率(视见函数)与光通量
d(dw]6I6 8.1.3发光强度
/ltP@*bo 8.1.4(光)照度
hBs>2u|z9 8.1.5光出射度
1&>nL`E[3 8.1.6(光)亮度
Iu)(Huv 8.1.7光度学各主要光度量名称、单位及其换算关系
{?kKpMNNn 8.2光学系统中光通量与光亮度的传递
WhVmycdv 8.2.1光束在均匀透明的同种介质中的传播
(J?}eb;>n 8.2.2光束在介质分界面折射、反射后,光亮度的变化规律
_tR.RAaa" 8.3光学系统中光能损失的计算
lpX p)r+ 8.3.1光学系统中光能损失的分析与计算
`U?H^,FVA 8.3.2光学系统透过率的计算
|4 d{X@`& 8.4像平面的照度
*<h 8.4.1轴上像点照度公式
3K;b~xg`nw 8.4.2轴外像点的照度公式
Duo#WtC
8.5眼睛直接观察与通过仪器观察时像的主观亮度
D2wgSrY 8.5.1眼睛直接观察物体时像的主观亮度
C.TCDl 8.5.2通过仪器观察时像的主观亮度
P*qNRP% 习题8
F.* snF 第9章色度学基础
\Lh<E5@] 9.1颜色视觉与色度学的基本概念
vNwSZ{JBd 9.1.1人眼的颜色视觉特性
t+TbCe 9.1.2颜色的分类与彩色的三特性
:Y)kKq d 9.1.3颜色的混合与匹配
7 +W?Qo 9.2标准色度系统与色度计算
9gIJX? 9.2.1CIE1931-RGB色度系统
|@n{tog+- 9.2.2CIE1931标准色度系统
{Z{NH:^ 9.2.3CIE1964补充标准色度系统
Qak@~b 9.2.4均匀色品图及均匀颜色空间
dXcMysRc%& 9.2.5CIE标准施照体与标准
光源 8T1DcA* 9.2.6CIE色度计算举例
KzH}5:qI 第三篇典型应用光学系统
>kLH6. 第10章
望远镜与望远系统外形尺寸计算
k:uuJ| 10.1望远镜中的转像系统
R?e7#HsJ 10.1.1棱镜转像系统
y<LwrrJ> 10.1.2透镜转像系统
1V9X(uP 10.2望远镜的变倍——可变放大率的望远镜
7g<`wLAH 10.2.1间断变倍望远系统
)PZ}^Fa 10.2.2连续变倍望远系统
W3-Rs&se 10.3望远系统的调焦方式内调焦望远镜
06W=(fY 10.3.1外调焦系统
.$x[!fuuR& 10.3.2内调焦系统——内调焦望远镜
7!840 :a?+ 10.4光学测距原理与系统
(P!reYyM 10.4.1单眼(合像)测距仪
y:`` |*+ 10.4.2双眼体视测距仪
'krMVC- 10.5望远(镜)系统的光学性能与主要技术要求
J5_
qqD) 10.5.1分辨率α
LB ^^e"
10.5.2视放大率г
})u}PQ 10.5.3视场角2ω
dfkTDG+ 10.5.4出瞳直径D′
~q%9zO' 10.5.5出瞳距离lZ′
7VZ JGRnn 10.6望远系统的物镜和目镜
_e@qv;* 10.6.1望远物镜的光学特性和类型
wyhf:!-I 10.6.2望远系统目镜的特点及常用类型
l8d%hQVqT 10.7望远系统的外形尺寸计算
.aH?H]^ 10.7.1光学系统外形尺寸计算的主要任务与内容
qQRYHo>/e 10.7.2望远系统的外形尺寸计算举例
f*&JfP 10.8 光学天文望远镜的发展与LAMOST的创新
g~sNY|% 10.8.1光学天文望远镜的简要发展历程
21EUP6}8j 10.8.2大天区面积多目标
光纤光谱天文望远镜(LAMOST)
ifCGNvDR 第11章显微镜
5J#gJFA 11.1概述
{%k;V ~ 11.2显微镜光学系统的基本组成与光学连接尺寸
&,kB7r" 11.2.1显微镜光学系统的基本组成
xla^A}{ 11.2.2显微镜的光学连接尺寸
!?M_%fNE 11.3显微镜的光学特性与主要光学性能指标
O]LuL&=s y 11.3.1显微镜的光束限制结构特点
k{w^MOHNg 11.3.2显微镜的视场光阑和视场
Leick6 11.3.3显微镜的分辨率
HNyDWD)_ 11.3.4显微镜的放大倍率及适用放大倍率
A,[m=9V 11.3.5显微镜的成像深度(景深)
R;,HtN 11.4显微镜的物镜和目镜
l6U' 11.4.1显微物镜
&!~n=]*sz 11.4.2显微目镜
<ORz`^27o 11.5显微镜的
照明系统(米)
snNg:rTL 11.5.1对照明系统的要求
%((3'le 11.5.2主要的照明方式与照明系统
Br^b%12ZRS 第12章照相与投影系统
*TI6Z$b|6 12.1照相机的工作原理
TUn@b11 12.2照相物镜的主要性能与基本类型
qtwmTT) 12.2.1照相物镜的主要性能
Kj|F 12.2.2照相物镜的基本类型
w%-!dbmb% 12.2.3变焦距照相物镜(*)
Kqu7DZ+W 12.3 照相机的分类和基本结构
0A4| 12.3.1照相机的分类
9)hC,)5 12.3.2传统胶片式单反照相机的基本结构
Ntrn("! 12.3.3数码照相机的原理、主要性能
参数及特点
jCv+m7Z 12.4放映投影系统的工作原理及其类别
bUB6B 12.5投影系统与投影物镜的主要光学性能参数
Q&a<9e& 12.6微显示投影机(★)
?qW|k6{O 第13章纤维光学与光纤传像系统
a~EEow;A 13.1阶跃光纤的传光机理与主要性能参数
p6\9HG 13.1.1阶跃光纤中光波传播规律分析——表面波机理
u"|nu!p` 13.1.2光在阶跃直圆柱光纤中的传播规律及主要性能参数
M_)T=s * 13.2阶跃多模光纤与单模光纤
g*AqFY7| 13.2.1阶跃多模光纤传输的模式与归一化波导常数V
LtIZgOd< 13.2.2单模光纤
Mxp4 YQl 13.3渐变折射率光纤的传光机理与自聚焦透镜的成像特性
Bq8<FZr#! 13.3.1非均匀介质中的光线理论——程函方程与光线微分方程
iW$i%`> 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
^Wz{su2 13.3.3自聚焦透镜的成像规律——近轴成像
ZSb+92g{L$ 13.4无源光纤传像原理、器件与系统
41D[[Gh 13.4.1光纤传像束的传像机理与主要性能指标
)U`kU`+' 13.4.2光纤传像系统(光纤望远系统,光纤内窥镜)
NU*6iLIq|F 第四篇 光学系统的像质评价与应用ZEMAX
(_<n0
软件进行光学设计的基本方法
4rdrl 第14章光学系统的像质评价
@h8~xs~DG 14.1用几何像差表征光学系统像质的基本概念与方法
/bk} J:QRg 14.1.1轴上点的光束结构与像差
3Ab$ 14.1.2轴外点的子午与弧矢光束结构与像差表示
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