《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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4_lrg|X1 _LnpnL: 平装:593页
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T!{w~'=F FV!q!D
e9tjw[+A t@;p 目录
;(%QD
3 > 第一篇几何光学的基本概念与成像理论
H?Wya.7 第1章几何光学基本定律与成像基本概念
3?yg\ 1.1几何光学的基本概念
Om@;J%u/ 1.1.1光波
0+ '&`Q!u 1.1.2光源(发光体,发光点)
WwFm*4{[o 1.1.3波面
dT8S~-d% 1.1.4光线
Q&;9x? e 1.1.5光束
^ytrK
Q 1.2光的传播规律——几何光学的基本定律
+sA2WK] 1.2.1光的直线传播定律
q`-N7 ,$T 1.2.2光的独立传播定律
eByz-,{P 1.2.3反射定律与折射定律
=nS3p6>rZ 1.2.4折射率
3d]S!=4H" 1.2.5反射光与折射光的能量分布
`h\j99 1.2.6全反射(完全内反射)及其应用
t{kG<J/l 1.2.7光路的可逆原理
F>l]
9!P|m 1.2.8光线在折射率连续变化的非均匀介质中的传播规律
P@B] 1.3费马原理
X_h}J=33Q 1.4马吕斯定律
%> eiAB_b 1.5光学系统及成像的基本概念
A/s?x>QA 1.5.1光学系统的基本概念
cq]6XK-W 1.5.2成像的基本概念
y%T_pTcU 习题1
~!L}yw 思考题1
Sm|6 %3 第2章共轴球面系统的成像理论
kJ}`V 2.1子午面内实际光线经共轴球面系统折射的光路计算公式
=,8]nwgo 2.1.1符号规则
9A=,E& 2.1.2实际光线经(单折射)球面折射的光路计算公式
O>,e~#! 2.1.3实际光线经共轴球面系统的光路计算公式
n>YKa)|W` 2.1.4轴上单色物点经单折射球面成像性质的分析
`^&OF uee 2.2单折射球面的近轴光路计算公式与近轴成像规律
}Y\%RA 2.2.1单个折射球面的近轴光路计算公式
4[eXe$ 2.2.2单折射球面的近轴成像规律
+<C!U' 2.3 共轴球面系统的近轴像面位置与放大率的计算
=H8;iS2R 2.3.1共轴球面系统近轴区的转面过渡公式组
L4HI0Mx 2.3.2共轴球面系统近轴像面位置的计算
bn5 Su=] 2.3.3共轴球面系统近轴区的拉—赫不变式与放大率计算
:I#V. 2.4球面反射镜的成像规律
Xv^qVn4 2.4.1球面反射镜的物像位置关系式
%h@EP[\ 2.4.2球面反射镜的成像放大率与拉—赫不变式
:o3N;*o>)0 2.4.3球面反射镜的应用
8ib:FF(= u 习题2
K0>zxqY 思考题2
0l6.<-f{ 第3章理想光学系统的成像理论
sgFEK[w.y 3.1理想光学系统与“共线成像”的基本概念
mzgfFNm^G) 3.2共轴理想光学系统的基点、基面与焦距
0=YI@@n) 3.2.1主面和主点
fJg+ Ryo 3.2.2焦点和焦面
9'B `]/L 3.2.3焦距
MQ2}EY*A 3.2.4节点、节面
2^7`mES 3.3理想光学系统物像间的解析关系
xqh 3.3.1决定光学系统物像共轭点位置的基本公式
F^:3?JA_ 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
B@ EC5Ap* 3.3.3理想光学系统的诸放大率及其相互关系
Bzf^ivT3L 3.3.4光束的会聚度与光学系统的光焦度、屈光度
C U0YIL 3.4理想光学系统的图解求像方法
W>r+h-kR 3.4.1 光线描迹图解法
;$4\e)AB 3.4.2直角坐标图解法
@0''k 3.5理想光学系统的物像关系特性曲线
e0 ecD3 3.5.1物像位置共轭特性曲线
PKz':_| 3.5.2放大率特性曲线
At;LO9T3z 3.6光学系统的基本类型
;uGv:$([g 3.6.1焦距f和f′具有相反符号的系统——第一型系统
R;LP:,) 3.6.2焦距f和f′具有相同符号的系统——第二型系统
%cn<ych
G 3.7理想光学系统的组合
{qVZNXDn 3.8透镜
sI2^Qp@O1 3.8.1单折射球面的基点、基面位置与焦距
c:('W16 3.8.2透镜(厚
透镜)的基点位置与焦距计算公式
6 u6x 3.8.3薄透镜与薄透镜组
.%-8 t{dt 3.9理想光学系统共轴多光组复合的实用方法
Hl=xW/%6y 3.9.1正切计算法
*-X[u: 3.9.2截距计算法
UiNP3TJ'L 3.10实际光学系统基点位置和焦距的计算
;tf=gdX; 3.10.1求像方基点位置与焦距——正向光路计算
HzJz+ x: 3.10.2求物方基点位置与焦距——反向光路计算
6A ah9 习题3
lB4WKn=?Kl 思考题3
7tp36 TE 第4章矩阵方法在近轴光学中的应用
*Pr )% 4.1共轴球面系统的作用矩阵
"dlVk~ 4.1.1折射矩阵
v$9y,^p@e
4.1.2传递矩阵
rJB}qYD 4.1.3共轴球面系统的作用矩阵
#-J>NWdt 4.2共轴球面系统的物像关系矩阵
a+QpM*n7Lq 4.3矩阵方法在薄透镜系统中的应用
*qq+jsA6wH 习题4
LP=)~K< 第5章平面元件与棱镜系统
rm_Nn8p, 5.1平面折射与平行平板玻璃的成像性质
%TqC/c 5.1.1光线经过平面的折射
<UCl@5g& 5.1.2光线经平行平板玻璃的折射
U0+-W07> 5.1.3平行平板玻璃的“等效空气层”概念
hbn([+xY 5.2折射棱镜
j<$2hiI/?& 5.3楔镜
X8\GzNE~R 5.4平面反射镜与平面镜系统
!r-F>!~ 5.4.1平面镜的成像特性
>Q*Wi 5.4.2平面镜的旋转效应
B5QFK 5.4.3两面角镜的成像特性
*zLMpL_ 5.5反射棱镜
2AdDIVYC 5.5.1反射棱镜的基本概念
Bw
yx c 5.5.2反射棱镜的视场角
y{Q
{'De 5.5.3平面反射系统的转像规律分析
$[|mGae 5.5.4反射棱镜的展开及其理论结构尺寸的计算
+ge?w#R 5.5.5棱镜的偏差
8Fub<UhJ 5.6光学铰链
JXxwr)i 5.7矢量分析计算方法在平面镜系中的应用
~J]qP #C 5.7.1矢量形式的反射定律
Gw` L" 5.7.2矢量形式的折射定律
lquLT6] 5.7.3矢量绕定轴转动公式
nt<]d\o0 5.8平面反射系统中物像关系的矩阵表示方法
!@sUj 习题5
P<-@h1p, 第6章眼睛与典型目视光学系统的工作原理
d zMb5puH 6.1 眼睛
#9s,#
} 6.1.1眼睛的构造和主要光学常数
HZOMlOZ 6.1.2模型眼与简化眼
+T+#q@ 6.1.3眼睛的主要特性
_0I@xQj- 6.2放大镜和显微镜系统的工作原理
Y0> @vTUX 6.2.1放大镜的工作原理
zm# ?W 6.2.2显微镜的工作原理
SrJE_~i 6.3 望远系统的工作原理
@F>D+=hS 6.3.1望远系统的工作原理与主要性质
/_.|E] 6.3.2望远系统的视角放大率
x1<|hTPk 6.3.3望远(镜)系统的基本类型
XP}<N&j 6.4 目视光学仪器的视度调节
FTldR;}( 6.5 理想光学系统的分辨率
o;*Q}Gr<M 习题6
>GuM]qn 第7章光学系统中光束的限制
ykJ>*z 7.1实际光学系统中的光阑及其作用
+,l-Nz 7.2光学系统的孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳
3U}%2ARo_ 7.3视场光阑、窗以及渐晕的概念
xx $cnG 7.3.1视场光阑、入射窗和出射窗
ig"L\ C"T 7.3.2渐晕
DfB7*+x{ 7.4光阑设置的原则和几种典型系统光束限制的分析
';"VDLb3 7.4.1光阑设置的原则
H*6W q 7.4.2几种典型光学系统的光阑设置与光束限制
T>>c2$ x 7.5远心光路(焦阑光路)(米)
j1Ezf=N6` 7.5.1物方远心光路
3XKf!P 7.5.2像方远心光路
afk>+4q 7.6场镜
<Z$J<]I 7.7物空间在平面上成像的清晰深度——光学系统的景深
@]0%L0u 7.7.1照相物镜的成像空间深度
/@5YW"1 7.7.2望远系统的成像空间深度
T{'RV0%
习题7
('~LMu_ 第二篇光度学与色度学基础
lx i<F 第8章光度学的基本概念与光学系统中光能损失的计算
DwF hK* 8.1光能与光度学的基本概念
qP;OaM
CX 8.1.1立体角的概念与计算
2qp#N% 8.1.2辐(射能)通量、光谱光视效率(视见函数)与光通量
JS77M-Ac 8.1.3发光强度
Wl4%GB 8.1.4(光)照度
h];I{crh 8.1.5光出射度
6:2vP
NF 8.1.6(光)亮度
X?Au/ 8.1.7光度学各主要光度量名称、单位及其换算关系
]^]wP]R_ 8.2光学系统中光通量与光亮度的传递
IA(5?7x`< 8.2.1光束在均匀透明的同种介质中的传播
Ca\6vR 8.2.2光束在介质分界面折射、反射后,光亮度的变化规律
}7X%'Bg=M 8.3光学系统中光能损失的计算
)e{}V\;q 8.3.1光学系统中光能损失的分析与计算
Ho%CDz
z 8.3.2光学系统透过率的计算
4P0}+ 8.4像平面的照度
%znc##j)q 8.4.1轴上像点照度公式
2pAW9R#UV- 8.4.2轴外像点的照度公式
W!<U85-#S 8.5眼睛直接观察与通过仪器观察时像的主观亮度
&{i{XcqH' 8.5.1眼睛直接观察物体时像的主观亮度
0$njMnB2l 8.5.2通过仪器观察时像的主观亮度
SAz 习题8
KSL`W2} 第9章色度学基础
9FX-1,Jx 9.1颜色视觉与色度学的基本概念
< vP=zk 9.1.1人眼的颜色视觉特性
$8FUfJ1@ 9.1.2颜色的分类与彩色的三特性
/O9EQ Pm( 9.1.3颜色的混合与匹配
@XVTU 9.2标准色度系统与色度计算
cnLro 9.2.1CIE1931-RGB色度系统
Wjc'*QCPl 9.2.2CIE1931标准色度系统
tVjsRnb{ 9.2.3CIE1964补充标准色度系统
d'2A,B~_* 9.2.4均匀色品图及均匀颜色空间
(w{j6).3Dj 9.2.5CIE标准施照体与标准
光源 y}H!c; 9.2.6CIE色度计算举例
qWw=8Bq 第三篇典型应用光学系统
YzWz| 第10章
望远镜与望远系统外形尺寸计算
Q.[0ct 10.1望远镜中的转像系统
(#'>(t(4 10.1.1棱镜转像系统
3sk9`=[{$ 10.1.2透镜转像系统
n*$ g]G$ 10.2望远镜的变倍——可变放大率的望远镜
2?x4vI
np; 10.2.1间断变倍望远系统
cu6Opq9 10.2.2连续变倍望远系统
ry!!9Z>9n 10.3望远系统的调焦方式内调焦望远镜
`2snz1>!j 10.3.1外调焦系统
fZ. ONq 10.3.2内调焦系统——内调焦望远镜
Q20%"&Xp] 10.4光学测距原理与系统
_g.{MTQ 10.4.1单眼(合像)测距仪
$u.z*b_yy 10.4.2双眼体视测距仪
1"g<0
W 10.5望远(镜)系统的光学性能与主要技术要求
iB{V^ksU 10.5.1分辨率α
VE24ToI?W" 10.5.2视放大率г
z @Y;r=v 10.5.3视场角2ω
#F#%`Rv1 10.5.4出瞳直径D′
L$-T,Kze 10.5.5出瞳距离lZ′
3u;oQ5<(v 10.6望远系统的物镜和目镜
XRH!]! 10.6.1望远物镜的光学特性和类型
7Wno':w8 10.6.2望远系统目镜的特点及常用类型
]oxZ77ciL 10.7望远系统的外形尺寸计算
+0~YP*I`/ 10.7.1光学系统外形尺寸计算的主要任务与内容
HhpDR 10.7.2望远系统的外形尺寸计算举例
_LPHPj^Pg 10.8 光学天文望远镜的发展与LAMOST的创新
9my^Y9B 10.8.1光学天文望远镜的简要发展历程
] @'!lhLi 10.8.2大天区面积多目标
光纤光谱天文望远镜(LAMOST)
"#] $r 第11章显微镜
jF>[?L 11.1概述
:
'c&,oLY 11.2显微镜光学系统的基本组成与光学连接尺寸
;]iRk 11.2.1显微镜光学系统的基本组成
`g,..Ns-r 11.2.2显微镜的光学连接尺寸
N$DkX)Z 11.3显微镜的光学特性与主要光学性能指标
#?E"x/$Y6 11.3.1显微镜的光束限制结构特点
p[-O( 3Y 11.3.2显微镜的视场光阑和视场
:svqE+2 11.3.3显微镜的分辨率
+:f"Y0 11.3.4显微镜的放大倍率及适用放大倍率
KP"+e:a% 11.3.5显微镜的成像深度(景深)
j6YOKJX 11.4显微镜的物镜和目镜
yr6V3],Tp 11.4.1显微物镜
Si7*& dw= 11.4.2显微目镜
yuVs
YV@" 11.5显微镜的
照明系统(米)
?(PKeq6 11.5.1对照明系统的要求
Nl/dX-I 11.5.2主要的照明方式与照明系统
6mE\OS-I 第12章照相与投影系统
iwq!w6+ 12.1照相机的工作原理
I*&8^r:A 12.2照相物镜的主要性能与基本类型
),)lzN%! 12.2.1照相物镜的主要性能
;j7#7MN2_E 12.2.2照相物镜的基本类型
C+]I@Go'Tk 12.2.3变焦距照相物镜(*)
/{[o~:'p 12.3 照相机的分类和基本结构
5\v3;;A[ 12.3.1照相机的分类
s.#`&Sd> 12.3.2传统胶片式单反照相机的基本结构
j+!v}*I![ 12.3.3数码照相机的原理、主要性能
参数及特点
Zc yc*{DS 12.4放映投影系统的工作原理及其类别
@c#(.= 12.5投影系统与投影物镜的主要光学性能参数
\!(zrfP{( 12.6微显示投影机(★)
[RL9>n8f 第13章纤维光学与光纤传像系统
,I9bNO,%JK 13.1阶跃光纤的传光机理与主要性能参数
5tnlrqC 13.1.1阶跃光纤中光波传播规律分析——表面波机理
fOHxtHM 13.1.2光在阶跃直圆柱光纤中的传播规律及主要性能参数
bLL2 13.2阶跃多模光纤与单模光纤
3
{V>S,O3] 13.2.1阶跃多模光纤传输的模式与归一化波导常数V
KXrjqqXs 13.2.2单模光纤
"|NI]Kv 13.3渐变折射率光纤的传光机理与自聚焦透镜的成像特性
#z(]xI)" 13.3.1非均匀介质中的光线理论——程函方程与光线微分方程
. me;.,$# 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
/xQTxh1;K 13.3.3自聚焦透镜的成像规律——近轴成像
Kq!3wb; 13.4无源光纤传像原理、器件与系统
yVfC-Z 13.4.1光纤传像束的传像机理与主要性能指标
=AT."$r>
13.4.2光纤传像系统(光纤望远系统,光纤内窥镜)
ni<(K
0~ 第四篇 光学系统的像质评价与应用ZEMAX
<%^&2UMg 软件进行光学设计的基本方法
7^285)UQA 第14章光学系统的像质评价
*Ly6`HZ9 14.1用几何像差表征光学系统像质的基本概念与方法
[7-?7mp!B 14.1.1轴上点的光束结构与像差
3^ClAE"8 14.1.2轴外点的子午与弧矢光束结构与像差表示
l}h!B_P' 14.1.3垂轴几何像差
2eogY# 14.2几何点列图的像质评价方法
k+/6$pI 14.3光学系统成像质量的波像差表示与瑞利判据
WxDh;*am: 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
;"I^ZFYX 14.5光学传递函数评价像质的基本概念
6Zo}(^Ovz 14.6典型光学系统成像质量评价与指标
_aphkeqd 14.6.1望远镜与显微镜成像质量评价
~Ei<Z`3}7" 14.6.2照相系统与摄影物镜像质评价
^OdP4m(
>> 14.7ZEMAX中的像质评价方法
("@!>|H 第15章应用ZEMAX的光学自动设计原理与方法
;a/E42eN; 15.1光学自动设计基本概念
{:s f7 15.1.1光学自动设计基本原理
x^ni1=kU 15.1.2阻尼最小二乘法
5-V pJ 15.1.3评价函数的构成与权因子
km(Po} 15.2ZEMAX评价函数
s~>}a 15.2.1ZEMAX评价函数的构建
B~mj 8l4 15.2.2ZEMAX评价函数中的操作符
gUlo]!$ 15.2.3默认评价函数
(:_$5&i7 15.3常用几何像差控制在评价函数中的实现
965jtn 15.3.1ZEMAX中内建几何像差控制符与特点
|)&%A%m 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
4*L_)z&4; 15.4利用ZEMAX像质优化与设计举例
l}
/F* 15.4.1消色差双胶合望远镜物镜设计
.`lCWeHN 15.4.2光路中有棱镜的望远物镜设计
%>yL1BeA4 15.4.3显微物镜设计
Gt1U!dP 15.4.4目镜设计
R-:2HRaA 15.4.5变焦物镜设计
s7<AfaJPF 参考文献