《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。
sb'lZFSP~s {d8^@UL #&k8TY ^Wf
S\M` 平装:593页
j|ozGO 品牌:高等教育出版社
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(yfXMp,x Vfb<o"BQk
+9TV:T g083J}08 目录
OqtQA#uL 第一篇几何光学的基本概念与成像理论
So?m?,!W 第1章几何光学基本定律与成像基本概念
y!F:m=x< 1.1几何光学的基本概念
3zbXAR* 1.1.1光波
1p~5h(jI 1.1.2光源(发光体,发光点)
%U-Qsy8|D) 1.1.3波面
>cTjA): 1.1.4光线
YjX*)Q_sl? 1.1.5光束
{QMN=O&n 1.2光的传播规律——几何光学的基本定律
-gB{:UYi3 1.2.1光的直线传播定律
TFYw 1.2.2光的独立传播定律
SGQDro=l 1.2.3反射定律与折射定律
wBLsz/ 1.2.4折射率
rJX\6{V!_ 1.2.5反射光与折射光的能量分布
&h\7^=s. 1.2.6全反射(完全内反射)及其应用
whw{dfE 1.2.7光路的可逆原理
GZ
<nXU> 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
XYMxG: 1.3费马原理
RFB(d=o5S 1.4马吕斯定律
+eC3?B8rN 1.5光学系统及成像的基本概念
\,hrk~4U;( 1.5.1光学系统的基本概念
?H<~ac2e 1.5.2成像的基本概念
M= atls 习题1
6oYIQ'hc 思考题1
uQWp+}>ZJy 第2章共轴球面系统的成像理论
ERp{gB2U? 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
K0LbZMn,/ 2.1.1符号规则
9?$RO[vo 2.1.2实际光线经(单折射)球面折射的光路计算公式
]b> pI; 2.1.3实际光线经共轴球面系统的光路计算公式
_%;M9Sg3 2.1.4轴上单色物点经单折射球面成像性质的分析
,!hnm 2.2单折射球面的近轴光路计算公式与近轴成像规律
L*9H#%3 2.2.1单个折射球面的近轴光路计算公式
YlrB@mE0n$ 2.2.2单折射球面的近轴成像规律
2p+C%"n> 2.3 共轴球面系统的近轴像面位置与放大率的计算
Et.j1M|g 2.3.1共轴球面系统近轴区的转面过渡公式组
!8o\.uyi 2.3.2共轴球面系统近轴像面位置的计算
ZOC#i i`: 2.3.3共轴球面系统近轴区的拉—赫不变式与放大率计算
S{-f$Q* 2.4球面反射镜的成像规律
8nodV 9 2.4.1球面反射镜的物像位置关系式
>2u y 2.4.2球面反射镜的成像放大率与拉—赫不变式
>J>>\Y(p 2.4.3球面反射镜的应用
oCbpK 习题2
O<>#>[ 思考题2
g1ytT%] 第3章理想光学系统的成像理论
vcwK6G 3.1理想光学系统与“共线成像”的基本概念
$M39 #a 3.2共轴理想光学系统的基点、基面与焦距
*Er? C; 3.2.1主面和主点
jAZ >mo[ 3.2.2焦点和焦面
p0Z:Wkz] 3.2.3焦距
y #69|G 3.2.4节点、节面
LZ4xfB( 3.3理想光学系统物像间的解析关系
l0. FiO@_Q 3.3.1决定光学系统物像共轭点位置的基本公式
W-ez[raY 3.3.2理想光学系统拉一赫不变式与系统物方、像方的焦距比
ljuNs@q 3.3.3理想光学系统的诸放大率及其相互关系
k8
u%$G 3.3.4光束的会聚度与光学系统的光焦度、屈光度
t{6ap +%L 3.4理想光学系统的图解求像方法
GY9y9HNZ 3.4.1 光线描迹图解法
GyuV
% 3.4.2直角坐标图解法
P2t_T'R} 3.5理想光学系统的物像关系特性曲线
&>g~-s 3.5.1物像位置共轭特性曲线
&kiF/F 1 3.5.2放大率特性曲线
EavX8r 3.6光学系统的基本类型
dHq# 3.6.1焦距f和f′具有相反符号的系统——第一型系统
o)p[
C
3.6.2焦距f和f′具有相同符号的系统——第二型系统
4~*Y];!Q 3.7理想光学系统的组合
><K!~pst} 3.8透镜
/LF3O~Go 3.8.1单折射球面的基点、基面位置与焦距
Nq_A8Ph9 3.8.2透镜(厚
透镜)的基点位置与焦距计算公式
/'\;8A$J` 3.8.3薄透镜与薄透镜组
HA1]M`& 3.9理想光学系统共轴多光组复合的实用方法
L{<7.?{Y 3.9.1正切计算法
DFc [z"[ 3.9.2截距计算法
NHAH#7]M&1 3.10实际光学系统基点位置和焦距的计算
ogJ<e_m 3.10.1求像方基点位置与焦距——正向光路计算
yhwy>12,K 3.10.2求物方基点位置与焦距——反向光路计算
v&r=-}z2! 习题3
`.[ 8$ 思考题3
; :T9IL 第4章矩阵方法在近轴光学中的应用
=LK}9ViH 4.1共轴球面系统的作用矩阵
5j`v`[B; 4.1.1折射矩阵
|(RZ/d<X\a 4.1.2传递矩阵
ULIFSd Y 4.1.3共轴球面系统的作用矩阵
r6MB"4xd 4.2共轴球面系统的物像关系矩阵
D^|7#b,zcH 4.3矩阵方法在薄透镜系统中的应用
5 < GDW= 习题4
m!:.>y 第5章平面元件与棱镜系统
PtqGX=u 5.1平面折射与平行平板玻璃的成像性质
B4^`Sw 5.1.1光线经过平面的折射
79wLT\& 5.1.2光线经平行平板玻璃的折射
(AuPZ 5.1.3平行平板玻璃的“等效空气层”概念
Z%e|*GS{ 5.2折射棱镜
lLMPw}r< 5.3楔镜
/BKtw8 5.4平面反射镜与平面镜系统
x6%#wsvS 5.4.1平面镜的成像特性
!k-` eJ| 5.4.2平面镜的旋转效应
EHhd;,;O 5.4.3两面角镜的成像特性
9~~UM<66W 5.5反射棱镜
h0lu!m#\_ 5.5.1反射棱镜的基本概念
vhpvO>Q 5.5.2反射棱镜的视场角
8U=A{{0p 5.5.3平面反射系统的转像规律分析
7k~Lttuk 5.5.4反射棱镜的展开及其理论结构尺寸的计算
Y"*:&E2)r 5.5.5棱镜的偏差
G0/>8_Q>Nr 5.6光学铰链
:Y^I]`lR" 5.7矢量分析计算方法在平面镜系中的应用
|xeE3,8 5.7.1矢量形式的反射定律
{ *$9, 5.7.2矢量形式的折射定律
fI]b zv; 5.7.3矢量绕定轴转动公式
mW +tV1XjG 5.8平面反射系统中物像关系的矩阵表示方法
'evv,Q{87 习题5
>A=\8`T^ 第6章眼睛与典型目视光学系统的工作原理
wS%zWdsz 6.1 眼睛
4TVwa(cB 6.1.1眼睛的构造和主要光学常数
JiA'BEJN 6.1.2模型眼与简化眼
W>/UBN3 6.1.3眼睛的主要特性
az2Xch] 6.2放大镜和显微镜系统的工作原理
11{y}J 6.2.1放大镜的工作原理
CKd3w8; 6.2.2显微镜的工作原理
vYdlSe=6G 6.3 望远系统的工作原理
|!}wF}iLc) 6.3.1望远系统的工作原理与主要性质
{g_@Tuu 6.3.2望远系统的视角放大率
DEtf(lW_ 6.3.3望远(镜)系统的基本类型
gt@SuX!@{^ 6.4 目视光学仪器的视度调节
u(2BQO7 6.5 理想光学系统的分辨率
_Ex|f5+ 习题6
M BVOfEMj 第7章光学系统中光束的限制
n| C|& 7.1实际光学系统中的光阑及其作用
'Sa!5h 7.2光学系统的孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳
T VeJ6 7.3视场光阑、窗以及渐晕的概念
SQE`
U 7.3.1视场光阑、入射窗和出射窗
aS/`A 7.3.2渐晕
Y 1y E 7.4光阑设置的原则和几种典型系统光束限制的分析
3I*uV!notJ 7.4.1光阑设置的原则
0Cq!\nzz 7.4.2几种典型光学系统的光阑设置与光束限制
50Ad,mn< 7.5远心光路(焦阑光路)(米)
C0(sAF@ 7.5.1物方远心光路
>3P9 i ;W 7.5.2像方远心光路
tT-=hDw 7.6场镜
enumK\ 7.7物空间在平面上成像的清晰深度——光学系统的景深
VYigxhP7 7.7.1照相物镜的成像空间深度
x8/us 7.7.2望远系统的成像空间深度
41}/w3Z4 习题7
/buWAX1 第二篇光度学与色度学基础
-)RJ\V^{9 第8章光度学的基本概念与光学系统中光能损失的计算
n_P(k-^U* 8.1光能与光度学的基本概念
?!7
SzLll 8.1.1立体角的概念与计算
#HG&[Ywi 8.1.2辐(射能)通量、光谱光视效率(视见函数)与光通量
OoM_q/oI 8.1.3发光强度
c/'M#h)" 8.1.4(光)照度
X+at%L= 8.1.5光出射度
r0Z+RB^I 8.1.6(光)亮度
j ug'g 8.1.7光度学各主要光度量名称、单位及其换算关系
OL9]*G?F 8.2光学系统中光通量与光亮度的传递
gn.Ol/6D 8.2.1光束在均匀透明的同种介质中的传播
GoD ?K C 8.2.2光束在介质分界面折射、反射后,光亮度的变化规律
9U'[88 8.3光学系统中光能损失的计算
85hQk+Bu4 8.3.1光学系统中光能损失的分析与计算
&k+*3.X 8.3.2光学系统透过率的计算
4+Ti7p06&\ 8.4像平面的照度
bKUyBk,\# 8.4.1轴上像点照度公式
)&z4_l8`= 8.4.2轴外像点的照度公式
Azn:_4O 8.5眼睛直接观察与通过仪器观察时像的主观亮度
tBv3~Of. 8.5.1眼睛直接观察物体时像的主观亮度
KII ym9% 8.5.2通过仪器观察时像的主观亮度
QS;F+cmTh 习题8
ytz8=\p_b 第9章色度学基础
yQwVQUW8B 9.1颜色视觉与色度学的基本概念
= t-fYV 9.1.1人眼的颜色视觉特性
ttj2b$M, 9.1.2颜色的分类与彩色的三特性
4#h?Wga 9.1.3颜色的混合与匹配
QkE,T0,/?h 9.2标准色度系统与色度计算
n ,1tD 9.2.1CIE1931-RGB色度系统
S.hC$0vrj 9.2.2CIE1931标准色度系统
UE;Bb*< 9.2.3CIE1964补充标准色度系统
1|/'"9v 9.2.4均匀色品图及均匀颜色空间
L=m:/qQL 9.2.5CIE标准施照体与标准
光源 0[9I0YBJ 9.2.6CIE色度计算举例
/{R3@,D[] 第三篇典型应用光学系统
OpqNEo\ 第10章
望远镜与望远系统外形尺寸计算
}$:#+
(17 10.1望远镜中的转像系统
lR}%)3_k 10.1.1棱镜转像系统
@G(xaU'u 10.1.2透镜转像系统
\k4pK &b 10.2望远镜的变倍——可变放大率的望远镜
@'HT;Q!\Vd 10.2.1间断变倍望远系统
@>:i-5 10.2.2连续变倍望远系统
XNlhu^jh 10.3望远系统的调焦方式内调焦望远镜
N5KEa]k1nw 10.3.1外调焦系统
eJ:Yj
~X`< 10.3.2内调焦系统——内调焦望远镜
!o<ICHHH 10.4光学测距原理与系统
N]u2ql& 10.4.1单眼(合像)测距仪
T`Ro)ORC# 10.4.2双眼体视测距仪
}9=2g`2Q 10.5望远(镜)系统的光学性能与主要技术要求
_uJVuCc 10.5.1分辨率α
4,zvFH*AH 10.5.2视放大率г
]738Z/)^ 10.5.3视场角2ω
3SFg# 10.5.4出瞳直径D′
:A#+=O0\z 10.5.5出瞳距离lZ′
Qg> 0G%cXU 10.6望远系统的物镜和目镜
xx0k$Dqt2I 10.6.1望远物镜的光学特性和类型
cUs L6y 10.6.2望远系统目镜的特点及常用类型
s ^3[W0hL 10.7望远系统的外形尺寸计算
]?#
#))RUS 10.7.1光学系统外形尺寸计算的主要任务与内容
C
Oa.xyp 10.7.2望远系统的外形尺寸计算举例
#B}Qt5w 10.8 光学天文望远镜的发展与LAMOST的创新
$l#{_~
"m7 10.8.1光学天文望远镜的简要发展历程
_25d%Ne0 10.8.2大天区面积多目标
光纤光谱天文望远镜(LAMOST)
UM`nq;> 第11章显微镜
]hKgA~; 11.1概述
> [8#hSk 11.2显微镜光学系统的基本组成与光学连接尺寸
Gql`>~ 11.2.1显微镜光学系统的基本组成
2/EK`S 11.2.2显微镜的光学连接尺寸
e2bLkb3c 11.3显微镜的光学特性与主要光学性能指标
j[H0SBKC 11.3.1显微镜的光束限制结构特点
117c,yM0 11.3.2显微镜的视场光阑和视场
9#fp_G;= 11.3.3显微镜的分辨率
@`Wt4< 11.3.4显微镜的放大倍率及适用放大倍率
J[6VBM.Y 11.3.5显微镜的成像深度(景深)
c"qPTjY 11.4显微镜的物镜和目镜
6J"(xT 11.4.1显微物镜
)^";BVY 11.4.2显微目镜
wn1,
EhHt 11.5显微镜的
照明系统(米)
}+_9"YQ: 11.5.1对照明系统的要求
-_HRqw,Z0 11.5.2主要的照明方式与照明系统
:Dj#VN 第12章照相与投影系统
7dHIW!OA 12.1照相机的工作原理
w#<p^CS 12.2照相物镜的主要性能与基本类型
@ge
LW! 12.2.1照相物镜的主要性能
`{<JC{yc? 12.2.2照相物镜的基本类型
i3d y 12.2.3变焦距照相物镜(*)
PK}vh% 12.3 照相机的分类和基本结构
N;g$)zCV1 12.3.1照相机的分类
9 R 12.3.2传统胶片式单反照相机的基本结构
?lyltAxs' 12.3.3数码照相机的原理、主要性能
参数及特点
^ `je 12.4放映投影系统的工作原理及其类别
I5Q~T5Ar 12.5投影系统与投影物镜的主要光学性能参数
ZBC@xM&- 12.6微显示投影机(★)
([tG y 第13章纤维光学与光纤传像系统
E$R_rX4x 13.1阶跃光纤的传光机理与主要性能参数
vU{jda$$# 13.1.1阶跃光纤中光波传播规律分析——表面波机理
]xYa yN!n 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
xRB7lV* 13.2阶跃多模光纤与单模光纤
1EuK,:x 13.2.1阶跃多模光纤传输的模式与归一化波导常数V
RJLFj 13.2.2单模光纤
W.p66IQwL& 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
lU&Q^Zj` 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
w_GLC%|7 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
uD[^K1Ag]^ 13.3.3自聚焦透镜的成像规律——近轴成像
5)8. 13.4无源光纤传像原理、器件与系统
W%WC(/hor 13.4.1光纤传像束的传像机理与主要性能指标
6$DG.p 13.4.2光纤传像系统(光纤望远系统,光纤内窥镜)
`T`c@A 第四篇 光学系统的像质评价与应用ZEMAX
#.b^E3#+ 软件进行光学设计的基本方法
Q84t9b 第14章光学系统的像质评价
| 4 `.#4 14.1用几何像差表征光学系统像质的基本概念与方法
w~n kNqm 14.1.1轴上点的光束结构与像差
n{3|E3 14.1.2轴外点的子午与弧矢光束结构与像差表示
1MpX] j8C# 14.1.3垂轴几何像差
' Nw6.5 14.2几何点列图的像质评价方法
ze
?CoDx2 14.3光学系统成像质量的波像差表示与瑞利判据
Xa)7`bp< 14.4基于点扩散函数的空域像质评价方法(中心点亮度)与斯特列尔准则
E::<;9 14.5光学传递函数评价像质的基本概念
8| Sba<d 14.6典型光学系统成像质量评价与指标
\"t`W: 14.6.1望远镜与显微镜成像质量评价
dhs#D:/{9 14.6.2照相系统与摄影物镜像质评价
AsD1-$ 14.7ZEMAX中的像质评价方法
P$Axc/H 第15章应用ZEMAX的光学自动设计原理与方法
EL"4E', 15.1光学自动设计基本概念
@
E >eq.m 15.1.1光学自动设计基本原理
dbg|VoNf 15.1.2阻尼最小二乘法
rrYp'L 15.1.3评价函数的构成与权因子
YyG~#6aCh 15.2ZEMAX评价函数
48;~bVr} 15.2.1ZEMAX评价函数的构建
4sI3(z)9H 15.2.2ZEMAX评价函数中的操作符
Up'."w_zE 15.2.3默认评价函数
tG_-;03<`4 15.3常用几何像差控制在评价函数中的实现
?$2q P`- 15.3.1ZEMAX中内建几何像差控制符与特点
C9G U6Ao 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
+B](5 z4 15.4利用ZEMAX像质优化与设计举例
UJ
O]sD`i 15.4.1消色差双胶合望远镜物镜设计
A7.JFf> 15.4.2光路中有棱镜的望远物镜设计
cK/PQsMP 15.4.3显微物镜设计
*TJ< 15.4.4目镜设计
1 iquHn 15.4.5变焦物镜设计
9*f2b.Aj 参考文献