《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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* 平装:593页
_tRRIW"Vx" 品牌:高等教育出版社
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4g&8
:(iBLO<x 2ck0k,WP 目录
G#fF("Ndu` 第一篇几何光学的基本概念与成像理论
l5#SOo\ 第1章几何光学基本定律与成像基本概念
NFyKTA6 1.1几何光学的基本概念
=Z ql6D 1.1.1光波
6Ey@)p..E 1.1.2光源(发光体,发光点)
G@txX
' 1.1.3波面
-3u ;U,} 1.1.4光线
6qSsr] 1.1.5光束
Lg~ll$
U 1.2光的传播规律——几何光学的基本定律
~ dk9 7Z8 1.2.1光的直线传播定律
qOy0QZ#0 1.2.2光的独立传播定律
U;j\FE^+> 1.2.3反射定律与折射定律
@nAl*#M*D 1.2.4折射率
< 0YoZSNGj 1.2.5反射光与折射光的能量分布
/;kSa}"Q 1.2.6全反射(完全内反射)及其应用
]!j%Ad 1.2.7光路的可逆原理
9Dbbk/j| 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
E\ls- (, 1.3费马原理
R?IRE91 : 1.4马吕斯定律
n,d)Wwe_`y 1.5光学系统及成像的基本概念
'50}QY_R. 1.5.1光学系统的基本概念
d<6m_!L 1.5.2成像的基本概念
pD('6C; 习题1
B77`azwF 思考题1
d^f rKPB 第2章共轴球面系统的成像理论
t3h ){jZ 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
0*_E'0L8e 2.1.1符号规则
S9{A}+"K 2.1.2实际光线经(单折射)球面折射的光路计算公式
+I?k8',pi 2.1.3实际光线经共轴球面系统的光路计算公式
u-_1)' 2.1.4轴上单色物点经单折射球面成像性质的分析
w2 r 2.2单折射球面的近轴光路计算公式与近轴成像规律
}'*6 A 2.2.1单个折射球面的近轴光路计算公式
+w-J;GLSy 2.2.2单折射球面的近轴成像规律
\VA*3U^@ 2.3 共轴球面系统的近轴像面位置与放大率的计算
G:3szz 2.3.1共轴球面系统近轴区的转面过渡公式组
skBD2V4 2.3.2共轴球面系统近轴像面位置的计算
|#sOa 2.3.3共轴球面系统近轴区的拉—赫不变式与放大率计算
-QwH| 2.4球面反射镜的成像规律
Xdwpn+7s 2.4.1球面反射镜的物像位置关系式
B%tWi 2.4.2球面反射镜的成像放大率与拉—赫不变式
I]DD5l}\ 2.4.3球面反射镜的应用
yRIXUCy 习题2
e,,O 思考题2
lB0`|UEb ( 第3章理想光学系统的成像理论
kIX1u<M~ 3.1理想光学系统与“共线成像”的基本概念
bAbR0) 3.2共轴理想光学系统的基点、基面与焦距
x|O^#X(, 3.2.1主面和主点
\h_q] 3.2.2焦点和焦面
:.r_4$F: 3.2.3焦距
dOa9D 3.2.4节点、节面
+V Nk#Z i 3.3理想光学系统物像间的解析关系
*AYq:n6 3.3.1决定光学系统物像共轭点位置的基本公式
3%hq< 3.3.2理想光学系统拉一赫不变式与系统物方、像方的焦距比
r fzNw 3.3.3理想光学系统的诸放大率及其相互关系
loO"[8i.k 3.3.4光束的会聚度与光学系统的光焦度、屈光度
n_3R Q6 3.4理想光学系统的图解求像方法
*ziR &Fr! 3.4.1 光线描迹图解法
l#`G4Vf 3.4.2直角坐标图解法
IvT><8<G 3.5理想光学系统的物像关系特性曲线
o<G#%9j 3.5.1物像位置共轭特性曲线
0 ZM(heQ 3.5.2放大率特性曲线
R(`:~@3\6 3.6光学系统的基本类型
^lAM /
3.6.1焦距f和f′具有相反符号的系统——第一型系统
}f]Y^>-Ux 3.6.2焦距f和f′具有相同符号的系统——第二型系统
OQ7 `n<I<) 3.7理想光学系统的组合
YZj*F-} 3.8透镜
BHf$ %?3z, 3.8.1单折射球面的基点、基面位置与焦距
h693TS_N 3.8.2透镜(厚
透镜)的基点位置与焦距计算公式
7jgj;% 3.8.3薄透镜与薄透镜组
IHYLM;@L 3.9理想光学系统共轴多光组复合的实用方法
6,aH[>W 3.9.1正切计算法
_$ivN!k 3.9.2截距计算法
;4[[T%&v 3.10实际光学系统基点位置和焦距的计算
Vv45w#w; 3.10.1求像方基点位置与焦距——正向光路计算
5&V=$]t 3.10.2求物方基点位置与焦距——反向光路计算
G$>QH-p 习题3
REU," 思考题3
~/]]H;;^u 第4章矩阵方法在近轴光学中的应用
8.[F3Tk= 4.1共轴球面系统的作用矩阵
B*,)@h 4.1.1折射矩阵
2S{P(B 4.1.2传递矩阵
mAtqF
%V 4.1.3共轴球面系统的作用矩阵
D2?H"PH 4.2共轴球面系统的物像关系矩阵
\xj;{xc 4.3矩阵方法在薄透镜系统中的应用
Z*ip=FYR 习题4
"FWx;65CR 第5章平面元件与棱镜系统
[/CGV8+ 5.1平面折射与平行平板玻璃的成像性质
,^1zG 5.1.1光线经过平面的折射
UowvkVa 5.1.2光线经平行平板玻璃的折射
A^>@6d $2 5.1.3平行平板玻璃的“等效空气层”概念
\</!kY*3@t 5.2折射棱镜
4b`E/L}2 5.3楔镜
k*\Bl4g 5.4平面反射镜与平面镜系统
c]PTU2BB8 5.4.1平面镜的成像特性
AJ bCC 5.4.2平面镜的旋转效应
5 wrRtzf 5.4.3两面角镜的成像特性
dRX~eIw 5.5反射棱镜
YQn<CjZ8af 5.5.1反射棱镜的基本概念
l1)~WqhE} 5.5.2反射棱镜的视场角
u^~7[OkE 5.5.3平面反射系统的转像规律分析
L~Gr,i 5.5.4反射棱镜的展开及其理论结构尺寸的计算
.eR1\IAm 5.5.5棱镜的偏差
uiVNz8H 5.6光学铰链
1f`De`zXzr 5.7矢量分析计算方法在平面镜系中的应用
m2c'r3 UEu 5.7.1矢量形式的反射定律
~5f&<,p! 5.7.2矢量形式的折射定律
]YgR 5.7.3矢量绕定轴转动公式
jk9f{Iu 5.8平面反射系统中物像关系的矩阵表示方法
wq$$.
.E 习题5
;
oyV8P$ 第6章眼睛与典型目视光学系统的工作原理
h2ROQKL"B 6.1 眼睛
#ibwD:{ 6.1.1眼睛的构造和主要光学常数
wJy]Vyd 6.1.2模型眼与简化眼
#\0m(v 6.1.3眼睛的主要特性
3~~X,ZL 6.2放大镜和显微镜系统的工作原理
7q?ZieR 6.2.1放大镜的工作原理
.a.HaBBV 6.2.2显微镜的工作原理
~"#0rPT 6.3 望远系统的工作原理
hdPGqJE 6.3.1望远系统的工作原理与主要性质
5/=$p:E> 6.3.2望远系统的视角放大率
q)?%END 6.3.3望远(镜)系统的基本类型
uUI#^ A 6.4 目视光学仪器的视度调节
k=]e7~! 6.5 理想光学系统的分辨率
(Q*q#U 习题6
>jW**F 第7章光学系统中光束的限制
\ 'm7un 7.1实际光学系统中的光阑及其作用
xMJ-= 7.2光学系统的孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳
>Xn,jMUW 7.3视场光阑、窗以及渐晕的概念
,:?ibE= 7.3.1视场光阑、入射窗和出射窗
5 pCicwea# 7.3.2渐晕
-9b=-K.y 7.4光阑设置的原则和几种典型系统光束限制的分析
_3`GZeGV 7.4.1光阑设置的原则
4uXGpsL 7.4.2几种典型光学系统的光阑设置与光束限制
X+4Uh
I 7.5远心光路(焦阑光路)(米)
kR<sSLEb 7.5.1物方远心光路
?"yjgt7+y 7.5.2像方远心光路
TO6F 7.6场镜
o?baiOkH 7.7物空间在平面上成像的清晰深度——光学系统的景深
'12m4quO 7.7.1照相物镜的成像空间深度
imM!Me 0TE 7.7.2望远系统的成像空间深度
ug9Ja)1| 习题7
Et 0gPX- 第二篇光度学与色度学基础
'V&g"Pb 第8章光度学的基本概念与光学系统中光能损失的计算
K)'[^V Xh 8.1光能与光度学的基本概念
Y=XDN: 8.1.1立体角的概念与计算
(JbRhcg 8.1.2辐(射能)通量、光谱光视效率(视见函数)与光通量
`oxBIn*BD 8.1.3发光强度
v}DNeIh~ 8.1.4(光)照度
NS[ Z@@ 8.1.5光出射度
IVxJN(N^ 8.1.6(光)亮度
O60T.MM` 8.1.7光度学各主要光度量名称、单位及其换算关系
OLG)D#m(4/ 8.2光学系统中光通量与光亮度的传递
$O |Xq7dp 8.2.1光束在均匀透明的同种介质中的传播
*d8
%FQ 8.2.2光束在介质分界面折射、反射后,光亮度的变化规律
nAP*w6m0j 8.3光学系统中光能损失的计算
Es[3Ppz 8.3.1光学系统中光能损失的分析与计算
WI1YP0V 8.3.2光学系统透过率的计算
+Z"Wa0wA 8.4像平面的照度
=c6d$ 8.4.1轴上像点照度公式
@1j*\gYz 8.4.2轴外像点的照度公式
)u(,.O[cw 8.5眼睛直接观察与通过仪器观察时像的主观亮度
b'O/u."O 8.5.1眼睛直接观察物体时像的主观亮度
JAxzXAsAR 8.5.2通过仪器观察时像的主观亮度
c44s@E 习题8
! Vl)aL 第9章色度学基础
Ic3a\FTr\ 9.1颜色视觉与色度学的基本概念
y>C
!cYB 9.1.1人眼的颜色视觉特性
Yup#aeXY/ 9.1.2颜色的分类与彩色的三特性
Bl>m`/\1i 9.1.3颜色的混合与匹配
*L<EGFP 9.2标准色度系统与色度计算
gYt=_+- 9.2.1CIE1931-RGB色度系统
Ktk?(49 9.2.2CIE1931标准色度系统
^2dQVV. 9.2.3CIE1964补充标准色度系统
D?BegF 9.2.4均匀色品图及均匀颜色空间
P*k n}: 9.2.5CIE标准施照体与标准
光源 Da<`|
l 9.2.6CIE色度计算举例
Af\@J6viF7 第三篇典型应用光学系统
5B%KiE&p 第10章
望远镜与望远系统外形尺寸计算
Lum=5zDo 10.1望远镜中的转像系统
EwBrOq`C 10.1.1棱镜转像系统
b0}dy\dnQ 10.1.2透镜转像系统
c6jVx_tt. 10.2望远镜的变倍——可变放大率的望远镜
-[*y{K@dh 10.2.1间断变倍望远系统
$\m:}\%p 10.2.2连续变倍望远系统
7jw+o*; 10.3望远系统的调焦方式内调焦望远镜
I*3>>VN 10.3.1外调焦系统
vAP1PQX; 10.3.2内调焦系统——内调焦望远镜
%S%UMA. 10.4光学测距原理与系统
qbc= kP 10.4.1单眼(合像)测距仪
{yNeZXA> 10.4.2双眼体视测距仪
l>|scs;TI 10.5望远(镜)系统的光学性能与主要技术要求
$mT)<N ;w 10.5.1分辨率α
sC"w{_D@*4 10.5.2视放大率г
\E c*Gq?. 10.5.3视场角2ω
,]t_9B QK 10.5.4出瞳直径D′
LmY[{.'tX 10.5.5出瞳距离lZ′
bRggt6$z 10.6望远系统的物镜和目镜
E\}A<r 10.6.1望远物镜的光学特性和类型
W2`3PEa 10.6.2望远系统目镜的特点及常用类型
E;H9]*x/ 10.7望远系统的外形尺寸计算
md bi@ms@ 10.7.1光学系统外形尺寸计算的主要任务与内容
3ylSO73R 10.7.2望远系统的外形尺寸计算举例
:/gHqEC24 10.8 光学天文望远镜的发展与LAMOST的创新
SP<(24zdd 10.8.1光学天文望远镜的简要发展历程
aY4v'[ 10.8.2大天区面积多目标
光纤光谱天文望远镜(LAMOST)
V}`ri~ 第11章显微镜
GsO(\hR6^ 11.1概述
~zZOogM< 11.2显微镜光学系统的基本组成与光学连接尺寸
qQfNT. 11.2.1显微镜光学系统的基本组成
JS03BItt 11.2.2显微镜的光学连接尺寸
O=LW[h! 11.3显微镜的光学特性与主要光学性能指标
4YY!oDN: 11.3.1显微镜的光束限制结构特点
K20Hh7cVJ 11.3.2显微镜的视场光阑和视场
o;DK]o>kH 11.3.3显微镜的分辨率
Js:U1q 11.3.4显微镜的放大倍率及适用放大倍率
\(`2 @ 11.3.5显微镜的成像深度(景深)
x4 4V
9-o 11.4显微镜的物镜和目镜
3
[#Rm>,Vu 11.4.1显微物镜
}T PyHq" 11.4.2显微目镜
EhKG"Lb+ 11.5显微镜的
照明系统(米)
DBGU:V,85 11.5.1对照明系统的要求
8,F|*YA 11.5.2主要的照明方式与照明系统
iW2\;}y 第12章照相与投影系统
oP
T)vN? 12.1照相机的工作原理
T++q.oFc
12.2照相物镜的主要性能与基本类型
wQ/.3V[ 12.2.1照相物镜的主要性能
yIr0D6L 12.2.2照相物镜的基本类型
q77qdmq7 12.2.3变焦距照相物镜(*)
*qYw 12.3 照相机的分类和基本结构
FbMtor 12.3.1照相机的分类
.*n*eeD, 12.3.2传统胶片式单反照相机的基本结构
Xe:rPxZf~ 12.3.3数码照相机的原理、主要性能
参数及特点
d"E3ypPK 12.4放映投影系统的工作原理及其类别
;xUo(^t7> 12.5投影系统与投影物镜的主要光学性能参数
}(DH_0 12.6微显示投影机(★)
__+8wC 第13章纤维光学与光纤传像系统
3mopTzs) 13.1阶跃光纤的传光机理与主要性能参数
@+~>utr 13.1.1阶跃光纤中光波传播规律分析——表面波机理
Xf"<
>M 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
j( k%w 13.2阶跃多模光纤与单模光纤
/kw;q{>?o 13.2.1阶跃多模光纤传输的模式与归一化波导常数V
2yFT` 5+H4 13.2.2单模光纤
G=gU|& ( 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
uzmYkBv 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
,B_tAg4~ 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
UqsOG<L'6 13.3.3自聚焦透镜的成像规律——近轴成像
@vib54G 13.4无源光纤传像原理、器件与系统
~z]VDEJ{q 13.4.1光纤传像束的传像机理与主要性能指标
8QL=%Pv 13.4.2光纤传像系统(光纤望远系统,光纤内窥镜)
BHU$QX 第四篇 光学系统的像质评价与应用ZEMAX
]t&^o** 软件进行光学设计的基本方法
;ThFB 第14章光学系统的像质评价
z6;hFcO 14.1用几何像差表征光学系统像质的基本概念与方法
8sBT&A6&j 14.1.1轴上点的光束结构与像差
V?0IMc 14.1.2轴外点的子午与弧矢光束结构与像差表示
m]}U!XT 14.1.3垂轴几何像差
RL\?i~'KH 14.2几何点列图的像质评价方法
K1R?Qt,qDF 14.3光学系统成像质量的波像差表示与瑞利判据
Fv)E:PnKC 14.4基于点扩散函数的空域像质评价方法(中心点亮度)与斯特列尔准则
-F*vN' 14.5光学传递函数评价像质的基本概念
Dm}M8`|X 14.6典型光学系统成像质量评价与指标
@^ti*` 14.6.1望远镜与显微镜成像质量评价
3` oOoKX 14.6.2照相系统与摄影物镜像质评价
fI<d&5&g 14.7ZEMAX中的像质评价方法
|&
jrU-( 第15章应用ZEMAX的光学自动设计原理与方法
dKD:mU",M 15.1光学自动设计基本概念
&Ruq8n< 15.1.1光学自动设计基本原理
7TI6EKr 15.1.2阻尼最小二乘法
z$~F9Es9 15.1.3评价函数的构成与权因子
n53c}^ 15.2ZEMAX评价函数
[dz3k@ >0 15.2.1ZEMAX评价函数的构建
<Uj9~yVN] 15.2.2ZEMAX评价函数中的操作符
P zM yUv 15.2.3默认评价函数
8HZ+r/j 15.3常用几何像差控制在评价函数中的实现
%QGw`E 15.3.1ZEMAX中内建几何像差控制符与特点
cPAR.h,b? 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
<-N2<sl 15.4利用ZEMAX像质优化与设计举例
KUm?gFh 15.4.1消色差双胶合望远镜物镜设计
goF87^M 15.4.2光路中有棱镜的望远物镜设计
34N~<-9AY 15.4.3显微物镜设计
E]m?R 4 15.4.4目镜设计
QX<x2U 15.4.5变焦物镜设计
~LOE^6C+~o 参考文献