应用光学与光学设计基础（迟泽英，第2版）

《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。 v!{mpF  
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目录 ?nN3K   
第一篇几何光学的基本概念与成像理论 A2.
[P==  
第1章几何光学基本定律与成像基本概念 *8ykE  
1.1几何光学的基本概念 |wW_Z!fL  
1.1.1光波 !#s1'x{o  
1.1.2光源（发光体，发光点） tu{y  
1.1.3波面 UlF=,0P  
1.1.4光线 sz}YXR=m  
1.1.5光束 \i%h/
Ao  
1.2光的传播规律——几何光学的基本定律 O{u^&V]  
1.2.1光的直线传播定律 aMI\gCB/  
1.2.2光的独立传播定律 ?ra6Lo  
1.2.3反射定律与折射定律 M`^;h:DN^  
1.2.4折射率 H~y 7o_tg  
1.2.5反射光与折射光的能量分布 OJ0Dw*K<  
1.2.6全反射（完全内反射）及其应用 zfAHE{c  
1.2.7光路的可逆原理 ,-,BtfE3  
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 *tkbC2D  
1.3费马原理 B^`'2$3  
1.4马吕斯定律 doM}vh)6  
1.5光学系统及成像的基本概念 QJ1_LJ4)a  
1.5.1光学系统的基本概念 $42%H#  
1.5.2成像的基本概念 ~{MmUp rS  
习题1 $7 1(g$6#  
思考题1 Q(Uj5aX  
第2章共轴球面系统的成像理论 e}e|??'(\  
2.1子午面内实际光线经共轴球面系统折射的光路计算公式 ;`ZGiax  
2.1.1符号规则 p<%76H A  
2.1.2实际光线经（单折射）球面折射的光路计算公式 R?bF b|5t  
2.1.3实际光线经共轴球面系统的光路计算公式 e+J|se
4L5  
2.1.4轴上单色物点经单折射球面成像性质的分析 ,#;%ILF4%  
2.2单折射球面的近轴光路计算公式与近轴成像规律 s
+m,ASj  
2.2.1单个折射球面的近轴光路计算公式 eTi r-7  
2.2.2单折射球面的近轴成像规律 tu(k"'aJ  
2.3 共轴球面系统的近轴像面位置与放大率的计算 'uAH, .B  
2.3.1共轴球面系统近轴区的转面过渡公式组 5<1,`Bq@  
2.3.2共轴球面系统近轴像面位置的计算 1~X~"M  
2.3.3共轴球面系统近轴区的拉—赫不变式与放大率计算 dfkmIO%9X  
2.4球面反射镜的成像规律 W '54g$T  
2.4.1球面反射镜的物像位置关系式 0>PO4WFVJ  
2.4.2球面反射镜的成像放大率与拉—赫不变式 (W.euQy  
2.4.3球面反射镜的应用 E*rnk4Y  
习题2 @H'pvFLK?  
思考题2 %) A-zzj  
第3章理想光学系统的成像理论
&Uqm3z?v  
3.1理想光学系统与“共线成像”的基本概念 hN% h.
;s  
3.2共轴理想光学系统的基点、基面与焦距 mG;Gt=4  
3.2.1主面和主点 ;Kb]v\C:  
3.2.2焦点和焦面 %\xwu(|kN  
3.2.3焦距 5|zISK%zHS  
3.2.4节点、节面 &gIDcZ  
3.3理想光学系统物像间的解析关系 NUiNn 7C  
3.3.1决定光学系统物像共轭点位置的基本公式 iM'{,~8R5  
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 <cTusC<  
3.3.3理想光学系统的诸放大率及其相互关系 =l&A9 >\  
3.3.4光束的会聚度与光学系统的光焦度、屈光度 P(N$U^pj  
3.4理想光学系统的图解求像方法 ?<@yo&)  
3.4.1 光线描迹图解法 G4Y]fzC  
3.4.2直角坐标图解法 P
<@Yux#  
3.5理想光学系统的物像关系特性曲线 \W73W_P&g  
3.5.1物像位置共轭特性曲线 pfCNFF*"  
3.5.2放大率特性曲线 dL9QYIfP  
3.6光学系统的基本类型 gwFHp.mE  
3.6.1焦距f和f′具有相反符号的系统——第一型系统 h#p1wK;N  
3.6.2焦距f和f′具有相同符号的系统——第二型系统 Z$h39hm?c  
3.7理想光学系统的组合 F[ca4_lK  
3.8透镜 _SS6@`X  
3.8.1单折射球面的基点、基面位置与焦距 >icK]W   
3.8.2透镜（厚透镜）的基点位置与焦距计算公式 U4hsbraz  
3.8.3薄透镜与薄透镜组 lW F=bz0  
3.9理想光学系统共轴多光组复合的实用方法 z1oikg:?4  
3.9.1正切计算法 "WKE%f  
3.9.2截距计算法 nLZT3`@~,  
3.10实际光学系统基点位置和焦距的计算 <fY<.X  
3.10.1求像方基点位置与焦距——正向光路计算 E%L]ifA9!  
3.10.2求物方基点位置与焦距——反向光路计算 8YI.f  
习题3 V0p@wG3  
思考题3 (0%0+vY  
第4章矩阵方法在近轴光学中的应用 GvQ|+vC  
4.1共轴球面系统的作用矩阵 aO@zeKg  
4.1.1折射矩阵 GnbXS>  
4.1.2传递矩阵 Q!DQ!;Br6  
4.1.3共轴球面系统的作用矩阵 pf.T{/%  
4.2共轴球面系统的物像关系矩阵 !"E&Tk}  
4.3矩阵方法在薄透镜系统中的应用 22?9KZ`Z=  
习题4 dOY+| P\  
第5章平面元件与棱镜系统 ],%}}UN  
5.1平面折射与平行平板玻璃的成像性质 !Xt=+aKN  
5.1.1光线经过平面的折射 h~$Q\WCm#  
5.1.2光线经平行平板玻璃的折射 A{hwT,zV:  
5.1.3平行平板玻璃的“等效空气层”概念 xBGSj[1`i  
5.2折射棱镜 SZ}t_w `  
5.3楔镜 E&k{ubcT  
5.4平面反射镜与平面镜系统 >iP>v`J  
5.4.1平面镜的成像特性 l'N>9~f  
5.4.2平面镜的旋转效应 BaIh,iu  
5.4.3两面角镜的成像特性 luZqW`?Bt  
5.5反射棱镜 ;F@dN,Y  
5.5.1反射棱镜的基本概念 k07JMS?  
5.5.2反射棱镜的视场角 AR\1w'  
5.5.3平面反射系统的转像规律分析 o?P(Fuf  
5.5.4反射棱镜的展开及其理论结构尺寸的计算 $UlA_l29  
5.5.5棱镜的偏差 S<+_yB?  
5.6光学铰链 zk]6|i$!I  
5.7矢量分析计算方法在平面镜系中的应用 ZMJ\C|S:  
5.7.1矢量形式的反射定律 tZ1iaYbvV  
5.7.2矢量形式的折射定律 9s)YPlDz  
5.7.3矢量绕定轴转动公式 Dbr(Wg  
5.8平面反射系统中物像关系的矩阵表示方法 lkp!S3,  
习题5 kl[bDb1p  
第6章眼睛与典型目视光学系统的工作原理 ?Gr<9e2Eo  
6.1 眼睛 #m9V)1"wB  
6.1.1眼睛的构造和主要光学常数 zx{\SU  
6.1.2模型眼与简化眼 6m21Y8N  
6.1.3眼睛的主要特性 =Feavyx  
6.2放大镜和显微镜系统的工作原理 5}e-~-  
6.2.1放大镜的工作原理 nLkC-+$tM  
6.2.2显微镜的工作原理 C78d29  
6.3 望远系统的工作原理 e*vSGT$KgL  
6.3.1望远系统的工作原理与主要性质 ihH!"HH+  
6.3.2望远系统的视角放大率 kYs2AzS{d  
6.3.3望远（镜）系统的基本类型 V]}/e!XK
\  
6.4 目视光学仪器的视度调节 Z.m.Uyz{7  
6.5 理想光学系统的分辨率 Jg k@ti.}Z  
习题6 e,I-u'mLQs  
第7章光学系统中光束的限制 n2-R[W^  
7.1实际光学系统中的光阑及其作用 cZL"e  
7.2光学系统的孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳 DC*|tHl  
7.3视场光阑、窗以及渐晕的概念 vE?qF9I{$0  
7.3.1视场光阑、入射窗和出射窗 >T~{_|N  
7.3.2渐晕
~C=`yj  
7.4光阑设置的原则和几种典型系统光束限制的分析 c#9 zw[y-L  
7.4.1光阑设置的原则 `Y.RAw5LrE  
7.4.2几种典型光学系统的光阑设置与光束限制 (m3p28Q?  
7.5远心光路（焦阑光路）（米） NLb/Bja  
7.5.1物方远心光路 Ltcr]T(Ic  
7.5.2像方远心光路 @t
jC{?5Y  
7.6场镜 CNcH)2Mk  
7.7物空间在平面上成像的清晰深度——光学系统的景深 SVXey?A;CJ  
7.7.1照相物镜的成像空间深度 . 36'=K  
7.7.2望远系统的成像空间深度 z!Jce}mx  
习题7 J+?xf
g  
第二篇光度学与色度学基础 |#5JI#,vX  
第8章光度学的基本概念与光学系统中光能损失的计算 lW&glU(  
8.1光能与光度学的基本概念 E_?3<)l)RI  
8.1.1立体角的概念与计算 ]RnX'yw^  
8.1.2辐（射能）通量、光谱光视效率（视见函数）与光通量 5 +(YcV("  
8.1.3发光强度 zZ-e2)1v  
8.1.4（光）照度 &;9<a^td  
8.1.5光出射度 ZWf{!L,@Z  
8.1.6（光）亮度 .:RoD?px  
8.1.7光度学各主要光度量名称、单位及其换算关系 "@`
mPe/  
8.2光学系统中光通量与光亮度的传递 drtQEc>qT  
8.2.1光束在均匀透明的同种介质中的传播 j- F=5)A  
8.2.2光束在介质分界面折射、反射后，光亮度的变化规律 3CQpe  
8.3光学系统中光能损失的计算 mq'q@@:c  
8.3.1光学系统中光能损失的分析与计算 +$},Hu69j  
8.3.2光学系统透过率的计算 oL}FD !}  
8.4像平面的照度 =K8`[i
H  
8.4.1轴上像点照度公式 GUat~[lUrj  
8.4.2轴外像点的照度公式 !h9 An  
8.5眼睛直接观察与通过仪器观察时像的主观亮度 f.+e  
8.5.1眼睛直接观察物体时像的主观亮度 JpS:}yyJ>N  
8.5.2通过仪器观察时像的主观亮度 gWgK  
习题8 X[;4.imE  
第9章色度学基础 _rjCwo\  
9.1颜色视觉与色度学的基本概念 wK#UFOp  
9.1.1人眼的颜色视觉特性 MiOSSl};  
9.1.2颜色的分类与彩色的三特性 :sT<<LtI-  
9.1.3颜色的混合与匹配 ={maCYlE.  
9.2标准色度系统与色度计算 r="X\ [on  
9.2.1CIE1931-RGB色度系统 AS;{O>}54  
9.2.2CIE1931标准色度系统 sFS_CyN!7  
9.2.3CIE1964补充标准色度系统 YVW!u6W'[6  
9.2.4均匀色品图及均匀颜色空间 NJl|/
(]v  
9.2.5CIE标准施照体与标准光源 f"Iv  
9.2.6CIE色度计算举例 9MM4C  
第三篇典型应用光学系统 Vi#(x9.  
第10章望远镜与望远系统外形尺寸计算 2?-}(F;Z  
10.1望远镜中的转像系统 a.8nWs^  
10.1.1棱镜转像系统 ;oR-\;]/.  
10.1.2透镜转像系统 PrN?;Z.  
10.2望远镜的变倍——可变放大率的望远镜 }P}l4k1W  
10.2.1间断变倍望远系统 yDd&*;9%Qg  
10.2.2连续变倍望远系统 O~aS&g/sf  
10.3望远系统的调焦方式内调焦望远镜 QG9 2^  
10.3.1外调焦系统 7CG_UB  
10.3.2内调焦系统——内调焦望远镜 OZt'ovY  
10.4光学测距原理与系统 2N)vEUyDV  
10.4.1单眼（合像）测距仪 9pjk3a  
10.4.2双眼体视测距仪 m?B@VDZ  
10.5望远（镜）系统的光学性能与主要技术要求 s 6hj[^O  
10.5.1分辨率α M>I}^Zp!  
10.5.2视放大率г OH=Ffy F,  
10.5.3视场角2ω VJr?` eY4  
10.5.4出瞳直径D′ 23+GX&Rp  
10.5.5出瞳距离lZ′ .-Ao%A W  
10.6望远系统的物镜和目镜 CB|z{(&N  
10.6.1望远物镜的光学特性和类型 _&w!J
zpXT  
10.6.2望远系统目镜的特点及常用类型 (4c<0<"$  
10.7望远系统的外形尺寸计算 >/'WU79TYE  
10.7.1光学系统外形尺寸计算的主要任务与内容 'mmyzsQ\6  
10.7.2望远系统的外形尺寸计算举例 g?@(+\W  
10.8 光学天文望远镜的发展与LAMOST的创新 Uw)K[T  
10.8.1光学天文望远镜的简要发展历程 -@#AQ\  
10.8.2大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜（LAMOST） lXz<jt@5  
第11章显微镜 R`$Odplh>  
11.1概述 )O7Mfr  
11.2显微镜光学系统的基本组成与光学连接尺寸 MCYrsgg}  
11.2.1显微镜光学系统的基本组成 c8}1-MKs_R  
11.2.2显微镜的光学连接尺寸 fYCAwS{  
11.3显微镜的光学特性与主要光学性能指标 +
pjD{S~Y  
11.3.1显微镜的光束限制结构特点 fwl RwH(  
11.3.2显微镜的视场光阑和视场 e@Mm4&f[p  
11.3.3显微镜的分辨率 %|,j'V$  
11.3.4显微镜的放大倍率及适用放大倍率 \<z{@  
11.3.5显微镜的成像深度（景深） 7z+NR&'M$  
11.4显微镜的物镜和目镜 t~bjDV^`  
11.4.1显微物镜 m
$O@+;>l  
11.4.2显微目镜 (cCB3n\20  
11.5显微镜的照明系统（米） beIEy(rA  
11.5.1对照明系统的要求 ?SQT;C3j(  
11.5.2主要的照明方式与照明系统 7qh_URt@  
第12章照相与投影系统 ?^@;8m  
12.1照相机的工作原理 FNm8j#c~Q  
12.2照相物镜的主要性能与基本类型 EIf~>
AI  
12.2.1照相物镜的主要性能 ex29rL3  
12.2.2照相物镜的基本类型 m*a0V  
12.2.3变焦距照相物镜（*） .Wa6?r<g  
12.3 照相机的分类和基本结构 9h9Y:i*Gh5  
12.3.1照相机的分类 xwz2N5  
12.3.2传统胶片式单反照相机的基本结构 lFRgyEPH  
12.3.3数码照相机的原理、主要性能参数及特点 h
y6px  
12.4放映投影系统的工作原理及其类别 -EL"Sv?  
12.5投影系统与投影物镜的主要光学性能参数 u37+B  
12.6微显示投影机（★） .UJDn^@  
第13章纤维光学与光纤传像系统 ~w!<J-z)  
13.1阶跃光纤的传光机理与主要性能参数 duwZe+  
13.1.1阶跃光纤中光波传播规律分析——表面波机理 naAZR*(A  
13.1.2光在阶跃直圆柱光纤中的传播规律及主要性能参数 9vVYZ}HC  
13.2阶跃多模光纤与单模光纤 <GR]A|P  
13.2.1阶跃多模光纤传输的模式与归一化波导常数V ]p$fEW g  
13.2.2单模光纤 fM8 :Nt$  
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 8~
4{e,} ,  
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 1g|H8CA  
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 .-<o[(s  
13.3.3自聚焦透镜的成像规律——近轴成像 ousoG$Pc  
13.4无源光纤传像原理、器件与系统 fw-LZ][  
13.4.1光纤传像束的传像机理与主要性能指标 t/y0gr tm6  
13.4.2光纤传像系统（光纤望远系统，光纤内窥镜） XLOk+Fn  
第四篇 光学系统的像质评价与应用ZEMAX b ~F85U2  
软件进行光学设计的基本方法 -o=qYkyLK  
第14章光学系统的像质评价 :@n e29,}  
14.1用几何像差表征光学系统像质的基本概念与方法 =NlA
Gzv!w  
14.1.1轴上点的光束结构与像差 X\flx~  
14.1.2轴外点的子午与弧矢光束结构与像差表示 2.2 s>?\  
14.1.3垂轴几何像差 GV%ibqOpQj  
14.2几何点列图的像质评价方法 ^#_@Kq%th  
14.3光学系统成像质量的波像差表示与瑞利判据 3ne=7Mj  
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 `qUmOFl  
14.5光学传递函数评价像质的基本概念 V}Oxz04  
14.6典型光学系统成像质量评价与指标 sdrE4-zd  
14.6.1望远镜与显微镜成像质量评价 ?_ p3^kl  
14.6.2照相系统与摄影物镜像质评价 ]V}";cm;2  
14.7ZEMAX中的像质评价方法 $ABW|r  
第15章应用ZEMAX的光学自动设计原理与方法 zi<C5E`  
15.1光学自动设计基本概念 ga!t:O@w  
15.1.1光学自动设计基本原理 QCMt4`%'u  
15.1.2阻尼最小二乘法 W${0#qq  
15.1.3评价函数的构成与权因子 A.(Z0,S-i  
15.2ZEMAX评价函数 0~"{z>s '  
15.2.1ZEMAX评价函数的构建 (?oK+,v?L  
15.2.2ZEMAX评价函数中的操作符 OCF=)#}qd  
15.2.3默认评价函数 hfVJg7-  
15.3常用几何像差控制在评价函数中的实现 Pq !\6s@  
15.3.1ZEMAX中内建几何像差控制符与特点 'Kc;~a  
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 ^|OxlfS  
15.4利用ZEMAX像质优化与设计举例 _PQQ&e)E  
15.4.1消色差双胶合望远镜物镜设计 na>UF
w7>*  
15.4.2光路中有棱镜的望远物镜设计 !~PV\DQN  
15.4.3显微物镜设计 [&
"`2n  
15.4.4目镜设计 lP0'Zg(  
15.4.5变焦物镜设计 dd_n|x1  
参考文献