CODE V应用基础
CODE V是用于设计和分析光学系统的工具。本教材从基本几何光学原理出发,介绍了现代光学设计的主要基础理论,再结合CODE V能够辅助进行光学系统设计的原理进行阐述,最后详细阐述了CodeV用于光学系统设计的使用和操作等内容。本教材由浅入深、由原理到应用,使计算机辅助光学设计的原理通过CodeV的教学融会贯通,适用于本科生专业基础课和实践课,同时也符合研究生专业学位课程的要求。 )obgEJ7Y`l
[attachment=106520] Z|Oq7wzEH 作者:陈恩果 著 CgmAxcK 定价:68 f}"eN/T 出版社:清华大学出版社 G{]RC^Zo 出版日期:2021年01月01日 i@.Tv.NZ 页数:348 B}[f]8jrM 装帧:平装 z=) m6\ ISBN:9787302566038 Ak,JPzT YLi6GY 目录 sYBmL]Hr 第一篇光学设计基础知识 ,}&TZkN{- ?tL' X 第1章几何光学基本定律与成像概念 f)j*P<V %~PcJhz 1.1几何光学的基本定律 >5#}/G& ~abyjM 1.1.1光波与光线 `_)H aF>/ Vy
I\Jmr 1.1.2几何光学的基本定律 n0T|U g i6s+2 1.1.3费马原理 n"T ^ .Y{x!Q" 1.1.4马吕斯定律 KD,3U/3 EW(bM^dk} 1.2成像的基本概念和完善成像条件 7)V"E-6h O*GF/ R8B 1.2.1光学系统与成像概念 lUB?eQuN_ \.}T_,I 1.2.2完善成像条件 /uX*FZ Y4HN1 1.2.3物、像的虚实 +1YEOOfVY OQ hQ!6 1.3光路计算与近轴光学系统 <+g77NL XDJE]2^52? 1.3.1基本概念与符号规则 Z::I3 Q eZAMV/]jH 1.3.2实际光线的光路计算 ,\iHgsZ TLVsTM8P 1.3.3近轴光线的光路计算 n}.e(z_" (g@\QdH`| 1.4球面光学成像系统 K~vJ/9"|R DOJydYds 1.4.1单个折射面成像 ?LmeZ}K F-wAQ: 1.4.2球面反射镜成像 olv?$]
nK :YbLdK, 1.4.3共轴球面系统 }+n|0xK u_$4xNmQ 第2章理想光学系统 1#6emMV.` __'4Qt 2.1理想光学系统与共线成像理论 ]"Uzn qIQ=OY=6 2.2理想光学系统的基点与基面 {73V?#P4 @!fUp
b 2.3理想光学系统的物像关系 JE-*o"& K 77iv 2.3.1理想光学系统的求像方法 H%@f ^ B1)Eo2i# 2.3.2由多个光组组成的理想光学系统的成像 yO1
7C 8xO 2.3.3理想光学系统两焦距之间的关系 sQ#e 2 y|ZL<L 2.4理想光学系统的放大率 N9_* {HOy sh_;98^ 2.4.1轴向放大率 ;zJb("n uVn"L:_ 2.4.2角放大率 EcB
!bf d-_V*rYU 2.4.3光学系统的节点 -p_5T*R ML905n u 2.4.4用平行光管测定焦距的依据 ~r.R|f]IQ ^1.*NG8 2.5理想光学系统的组合 Jx.fDVJ gUru=p 2.5.1两个光组组合分析 D8wf`RUt pNb2t/8%% 2.5.2多光组组合计算 ^<OYW|q?\r xc#t8` 2.6透镜 x8rg/y ;bB#Pg 第3章平面与平面系统 9O3 #d o4kLgY !Q 3.1平面镜 "V>}-G& +<1 |apS1 3.1.1平面镜成像 FYYc+6n QgqJ # 3.1.2平面镜旋转 K|Sq_/#+U H:c5
q0O^x 3.1.3双平面镜成像 +-<G(^ U*r54AyP 3.2平行平板 3
,>M-F OZxJDg 3.2.1平行平板的成像特性 {1Ra|,; GGuU(sL* 3.2.2平行平板的等效光学系统 fmz"Zg9= blgA`)GI 3.3反射棱镜 w{W+WJ {}YA7M:L 3.3.1反射棱镜的类型 [Y](Y3 /.N H[~ D]RG}' 3.3.2棱镜系统的成像方向判断 &THtQ1D Nbpn"*L, 3.3.3反射棱镜的等效作用与展开 Q ]CMm2L^f Hx gC*-A$/ 3. 射棱镜与光楔 rC-E+%y $NVVurXa 3.4. 射棱镜的偏向角 fY00 +\T8`iCFB 3.4.2光楔及其应用 |_TiF;^ A2 +% 3.4.3棱镜色散 {1SsHir> ?y-^Fq|h 3.5光学材料 H
d|p@$I _c>ww<*3 3.5.1透射材料的光学特性 F\DiT|?} :01d9|# 3.5.2反射材料的光学特性 {nKw<F2
zIrOMh 第4章光学系统中的光阑与光束限制 %P0 Lm4`O% 4.1光阑 XH?//.q 5C!zEI) 4.1.1孔径光阑 TTVmm{6 Z<.&fZ^jS 4.1.2视场光阑 :PT{>r[ So&gDR;b 4.2照相系统中的光阑 vu+g65" #'Y lO-C 4.3望远镜系统中成像光束的选择 OE@[a >Q /;0>V 4.4显微镜系统中的光束限制与分析 "/zgh ?/o 8f7Z 4.4.1简单显微镜系统中的光束限制 Lu}jk
W* |P>7C 4.4.2远心光路 E]mm^i`| j,j|'7J% 4.4.3场镜的应用 a.V5fl0?I@ l5T[6C 4.5光学系统的景深 t<UJR*R=L M^Sa{S*? 4.5.1光学系统的空间像 p]mN) G(7%*@SX 4.5.2光学系统景深的含义 Cy[G7A% $P{`-Y }a 4.6数码照相机镜头的景深 |SOLC #yH+ENp0
第二篇光学系统设计与像质评价 lKsn6c,] v[Q)L!J1 第5章光学设计原理 r?/Uu
& -P}A26qB 5.1光学设计的发展概况 8* A%k1+ `6~0W5 5.1.1光学设计概论 .P1WY 9O 'j+?(`@ 5.1.2光学设计的发展概况 zP,r,ok7 i% 1UUI(W 5.2光学系统设计的具体过程和步骤 w^0hVrws=, O^cC+@l!4 5.2.1光学系统设计的具体过程 s`$}xukT UH MJ(.Wa- 5.2.2光学系统设计步骤 ?0; 2ct ?h[HC"V/2 5.3光学仪器对光学系统性能与质量的要求 a^%)6E.[, bA)nWWSg= 5.4高斯光学和理想成像 m#'eDO: Y!L-5|G 5.5初级像差及其独立性原理 86=W}eV1r pT|s#-} 5.6轴向球差与横向球差 6.)ug7aF h[>pC"s?K 5.7透镜的近似表示 b&P)J|Fe m54>} 5.7.1薄透镜与薄透镜系统 pWxk^qhe/ B$g\;$G 5.7.2真实透镜的近轴形式 #NFB=oJI 4gen,^ Ij 5.8玻璃的特性 ~]-n%J$q \ivxi<SR 5.8. 射率 ;M.Q=#;E t1w]L 5.8.2色散 DC h
!Z{I 1b3 a(^^E 5.8.3玻璃色散特性的量化 _8.TPB]no Fl_}Auj{&( 5.8.4玻璃图 K%dQ;C*? "%Ok3Rvv 5.8.5熔炼数据 ~3.*b%, RvAgv[8 5.8.6部分色散 ,1{qZ(l1 Q` u# MSmr7%g3D 第6章光路计算及像差理论 o4" [{LyT
)c4tGT< 6.1概述 7Vy_Cec1 DT`HS/~fH 6.1.1基本概念 -*k2:i` ~s+vJvWz 6.1.2像差计算的谱线选择 Oz6$u `-{l$Hn9|~ 6.2光线的光路计算
'6M6e( Nud =K'P= 6.2.1子午面内的光线光路计算 c0zcR)=mL T#qf&Q Z 6.2.2沿轴外点主光线细光束的光路计算 He=C\" 5.\p]>|G1 6.3轴上点球差 U,WMP<5& HF*0 6.3.1球差的定义和表示方法 x:Q\pZ tM]Gu?6 6.3.2球差的校正 ,cNe-KJk
rp4D_80q 6.4正弦差和彗差 RFRXOyGz$ h\[@J rDa 6.4.1正弦差 >T]9.`xhK q~}oU5 6.4.2彗差 th73eC' .T3N"}7[ 6.5像散和场曲 rNk'W, FU LL
e*|: 6.5.1场曲与轴外球差 ];k!*lR) %nkP" Z# 6.5.2像散 oYN"L 8n5~K.;< 6.6畸变 B<I(t"s d'96$e o~ 6.7色差 #HgNwM [
iTP:8 6.7.1位置色差、色球差和二级光谱 2L&c91=wE aM
$2lR])J 6.7.2倍率色差 /[_aK0U3 e#/&A5#Ya 6.8波像差 sY!JB7!j 9HJYrzf{% 5@5*}[M 第7章光学系统的像质评价与像差分析 B6dU6" `+n0a@BVB 7.1几何像差的曲线表示 b3%x&H<j /C8 }5) 7.1.1独立几何像差的曲线表示 ?TpjU*Cxy j;.P 7.1.2垂轴几何像差曲线(像差特征曲线) ]6M<c[H> +\Vw:~e 7.2瑞利判断和中心点亮度 e$s&B!qJ !!Ww#x~k$[ 7.2.1瑞利判断 bdWdvd: }ex4dhx2M 7.2.2中心点亮度 m+XHFU ?w(hPUd!2 7.3分辨率 \C$e+qb~{ fof}I:vO 7.4点列图 R*pPUw\yn _b<;n|^ 7.5光学传递函数评价成像质量 8$~oiK%fw </;e$fh` 7.5.1利用MTF曲线来评价成像质量 Lan|(!aW l 8?C[,K% 7.5.2利用MTF曲线的积分值来评价成像质量 oIO@# )yyH_Ax2 7.6其他像质评价方法 {xg=Ym) 5,,'hAq_ 7.6.1基于几何光学的方法 u)Kiwa J\@g3oGw 7.6.2基于衍射理论的方法 L91vp'+2 O^!ds 7.6.3其他需要评价的成像质量 jfK&CA
y ]t19G+ 7.7光学系统的像差公差 8TpYt)]S =)Hu(;Yv 7.7.1望远物镜和显微物镜的像差公差 N4;g"k b K9ia|2f 7.7.2望远目镜和显微目镜的像差公差 \bT0\
(Js\ JYWoQ[ZO#> 7.7.3照相物镜的像差公差 )w4U]inJ$" jywS<9c@ lwfS$7^P 第8章典型光学系统 l|
uiC%T 3U^Vz9LW 8.1眼睛 itNuY<" Vj4 h#NN$ 8.1.1眼睛的构造、标准眼和简约眼 w-JWMgY8w n@tt.n!{l 8.1.2眼睛的调节和适应 _w\i ~To! m7i_Iv 8.1.3眼睛的分辨率和准精度 B`)sc ~u e1XKlgl 8.1.4眼睛的立体视觉 ftMlm_u g"" 1\rc= 8.2放大镜 MS#"TG/) %J-:%i 8.3显微镜与照明系统 I(7GVYM ,sSo\% 8.3.1显微镜概述 o5J6Xi0+ Fc[vs52 8.3.2显微镜中的孔径光阑和视场光阑 Q\s+w){f% c`x4."m 8.3.3显微镜的景深 w_>\Yd [ oUsfO-dET^ 8.3.4显微镜的分辨率和有效放大率 !S&/Zp 423%K$710 8.3.5显微镜的物镜 [2xu`HT02 ]8wm1_qV 8.3.6显微镜的目镜 00D.Jn ?8kFAf~ 8.3.7显微镜的照明系统 ?i_/f} .K p,k1*|j 8.4望远镜系统 F|6"-*[RS I}u\ov_Su 8.4.1望远镜系统的一般特性 ~q+AAWL &8f/ 6dq 8.4.2望远镜的主观亮度 xU%]G.k E4o{Z+C 8.4.3望远镜的光束限制 qbSI98rw {hN\=_6*EW 8.4.4望远镜系统的物镜 /"="y'Wx Wn6m$ = 8.4.5望远镜的目镜 uSYI
X H(K!{k 8.4.6正像望远镜中的转像系统和场镜 2hNl_P~z1u $X;OK 8.5摄影光学系统 ^!exH(g k(tB+k!vH\ 8.5.1摄影物镜的性能参数 hd9~Zw]V }R}M>^(R4 8.5.2摄影物镜中的光束限制 ^W=hs9a+F N/WtQSl 8.5.3摄影物镜的景深 sF)$<[w |1
qrU( 8.5.4摄影物镜的几何焦深 ?uc]Wgw"s m4W (h6 8.5.5摄影物镜的分辨率 <(TAA15Xol a!6r&<s=E 8.5.6摄影物镜 6'mZM=d rtJ@D2Hj^ 8.6放映系统 xe6V7Wi/Tt *`qI<]! 8.6.1透射放映时幕上的照度 K)x6F15r -">Tvi4 8.6.2放映系统中的聚光镜 s\3]0n9 f%_$RdU 8.6.3放映物镜 XFs7kTY nTsV>lQY, 第三篇CODE V光学设计应用基础 RB*z."
cahlYv' 第9章欢迎来到CODE V 2=fLb7 "Ltp]nCR 9.1什么是CODE V ^"4?Q w=-{njMz6& 9.1.1强大的光学工具 @|<nDd{2 wp8-(E^ 9.1.2CODE V的典型功能 Z>w@3$\z ZR3sz/ulLd 9.1.3知识产权问题 SK/}bZ;f cuG;1,?b 9.1.4有用的提示 sX>|Y3S\U 8Dxg6> 9.2本书第三篇内容及其读者 p}GTOJT} OmK0-fa/ 9.2.1读者 ^cW{%R>XY { ~{D(k 9.2.2关于第三篇内容 ](-[
I# c\P}ZQ 9.2.3 多信息 nf_(_O= +LWgby4q 9.2.4联机在线帮助和文档 j _E(h. ]+^4Yq>2 9.3假设和术语 PMQ31f/zf ,-$%>Uv 9.4CODE V界面 {az
LtTh }
-hH2 9.4.1简介 }EfRYE$E YE"MtL { 9.4.2关于命令和宏 >i1wB!gc8 9<!??'@f 9.5CODE V的结构 :SF8t` 4` Oh`Pf;.z% 9.6其他操作 s5d[sx I[ZWOi\-
; 9.7设计开始之前的操作 lg (>n& 0j#$Swa 10章设计一个数码相机镜头 _#P5j# 8p~[8} 10.1边做边学 ocp3J R_0 %HZ!s
`w_ 10.1.1一个简单的数码相机镜头 aI\>=*HF $U_1e' 10.1.2设计规格 jI}{0LW&F& 6Vu??qBy 10.2新建镜头向导 ,n5 [Y) %%O_:@9x, 10.2.1启动新建镜头 !G~\9 ?0E-Lac= 10.2.2专利数据库 =)6|lz^ 97!VH>MX 10.2.3定义系统数据 LrV4^{9( {}PBYXR 10.3光学表面的操作 zpxyX| !%C&hH\ 10.3.1镜头数据管理器电子表格 a)L=+Z ==7=1QfP 10.3.2 改并提交数据 eY$Q}BcW l]e7 10.3.3绘制镜头结构图 9c@\-Z' vi.q]$ohbV 10.3.4光学面的操作: 缩放镜头 ;%i.@@:IQ p7)b@, 10.3.5设置新标题并保存镜头结果 oU~ e| A832z` 10.4像质分析 7\;gd4Ua1 VrRBwvp-K 10.4.1快速光线像差曲线 ] yXrD`J! [@t 6,g 10.4.2快速点列图 le`_ ~{O@tt)F 10.4.3畸变 !;C *Wsp} W>7 o
ec 10.4.4MTF(清晰度) ~dqEUu!C V$ss[fX 10.4.5渐晕/照度 J$<g"z3 3UX} )mW 10.4.6可行性分析 s*pgR=dZZ S)\%.~ n 10.5总结 B\!.o=<h }h)[>I( 1章CODE V优化设计 ?l<u %o [I` 6F6 11.1关于优化 ((%g\&D [P_1a`b 11.1.1目的 M%2F7 FY (Sg52zv 11.1.2方法 mM7S9^<UH ^Ru/7pw5 11.1.3默认值 3$`qy|=zO 6,|)%~VUm 11.1.4自动化设计过程 fOyLBixR L);kwx7{LW 11.1.5局部优化和全局优化的对比 P}QuGy[ =' cr@[~i 11.1.6并行处理支持 cx8H.L u{ .UZTn 11.2策略 NN W* |f0KIb}d 11.3变量 )rs);Pl )xQA+$H#4 11.3.1定义变量 @kLpK MW+]w~7_Q 11.3.2使用LDM 7Jm9,4] <vV?VV([ 11.3.3虚拟玻璃 m+Yj"RMx& &?<o692 11.4自动化设计设置 z<jWy$Ta; i- E~ZfJ 11.4.1通用约束 (k..ll p~ Z\y@rp\l 11.4.2误差函数定义和控制 E:&ga}h toEmIa~o6 11.4.3保存设置(选项设置)并运行自动化设计 Bk1Q.Un P$\vD^ 11.5了解自动化设计的输出 *r+i=i8{ ds4)Nk4%O 11.5.1误差函数 Au,}5=+`P kN>AY'1 11.5.2自动化设计的输出文本 SL/ FMYdd Ss&R!w9p 11.5.3自动化设计过程中每次优化循环周期的输出 ht S5<+Y )A['+s 11.5.4约束成本 ;ePmN|rq; mMw&{7b: 11.6分析结果和修改权重 swnov[0 lV^sVN Z] 11.7 终优化和注释 UGPD5wX? }9Z?UtS 11.7.1关于真实玻璃 VWG#v#o h2u>CXD 11.7.2有关景深 Mnaoh:z +aV>$Y 11.8塑料、专用目录和非球面 0bpl3Fh.v '@Y@H, 11.9全局优化和其他自动化设计功能 gRKmfJ*u >"S'R9t 11.10约束: 问题和解决方案 M,PZ|=V6a Xt /muV 2章CODE V的分析功能 ])a?ri xk}YeNVj 12.1CODE V中的分析选项 fdzD6KZI ^c^9kK' 12.1.1诊断分析 "S^;X
@#v .) B _~tct 12.1.2几何分析 s&M6DFlA A[!Fg0X0 12.1.3衍射分析 VD.p"F(] ~y^#?; 12.1.4其他分析 Sz"J-3b^ r 06}@ 7 12.1.5孔径在分析中的作用 w=3@IW &|26x
> 12.2诊断分析 S0g5Ym
ia [cru+c+O: 12.2.1近轴光线追迹 ."PR Z, j46fQ 12.2.2真实光线追迹 oWo"`"P >3X!c"#l 12.2.3光线像差曲线 V4 Pf?g }jfU qqFd 12.2.4光瞳图 3b{8c8N^ Ab-S*|B 12.2.5痕迹图 T8ZBQ;o iH(
K[F / 12.3几何分析 >RBq&'f Nd#t != 12.3.1点列图 QO7> XHn jfS?#;T) 12.3.2径向能量分析 ||}|=Sz J~DP*}~XK 12.4衍射分析 -Z<e`iFQS }!& w<wR 12.4.1MTF _W]2~9 usR19 _E- 12.4.2点扩展函数 |VlAt#E Fkz+Qz 12.4.3波前分析 '9*wr* C1|e1 12.4.4二维图像模拟 3>0/WbA:7E jY:(Tv3~ 12.5分析宏 ^;NM'Z q!""pr<n 12.6多膜层设计 ]NuY{T&: )wpBxJ;dB} 3章CODE V公差分析 NV*aHci +sE8 1B 13.1墨菲定律 Nb#E+\q E`iT>+LG< 13.1.1可能出现误差的参数 5 &-fX:/ H4KwbTT"+ 13.1.2误差后果 _xAdvr' W fbwo2qe@K 13.1.3补偿 phl5E:fIKx T!pWU*aB 13.1.4统计问题 EiP_V&\ v=i[s 13.1.5失败的代价 (~}yt .7K i{ T0[\4 13.2公差分析和TOR kdQ=% =NF},j" 13.2.1公差分析的目的 6O$OM 0$}+tq+ 13.2.2TOR功能 Kdx?s;i KTBsH; 6 13.2.3半自动误差预算 4'Vuhqk zL3~,z/o 13.2.4交互式公差分析 x
nWapG 6rt.ec( 13.2.5其他公差分析选项 ;r^8In@6 Bu>srX9f 13.3公差分析的分类 K^A\S Qgo0uuM 13.4LDM和TOR的公差分析 @ L% 3} 'e7<&wm ia 13.4.1全默认TOR运行 &UbNp8h 1-r1hZ- 13.4.2设定公差 K}`.?6O Nypa,_9} 13.4.3TOR镜头准备 ~6kEpa a`q">T%q 13.4.4TOR输入对话框 x?va26FV 8$OE<c?#5n 13.5理解TOR的输出 s#)fnNQ, i?qS8h{ 13.5.1灵敏度表格 Rw^4S@~T RA>xol~xy 13.5.2误差改进性能 E:&=A 4% D7[ 8*^ 13.5.3限制范围和舍入误差的影响 iZgv
VH ysGK5kFz 13.5.4概率分布、交叉项和统计 KNQX\-= =MB[v/M59w 13.5.5补偿器范围 #&1mc_`/ V. =! ^0'A 13.5.6公差输出表格 6n ;5PXPpJ 13.5.7性能摘要表格 E2LpQNvN%g p r(:99~3 13.6其他公差分析功能 ~U~KUL| 3"6lPUS 4章反射系统 ^7Z)/c`" LUHj3H 14.1CODE V的反射系统 *-3K],^a 80![aj}z4G 14.1.1概述
BV9B}IV O<Ht-TN& 14.1.2符号法则 c,!Ijn\;( $FNj>1 14.1.3双通表面与系统 h-<('w:A ucL}fnY1 14.2反射系统数据 Xb?P'nD crz )F" 14.3孔径问题 (}V.xi ,=Xr'7w, 14.3.1CODE V中的孔径类型 t*NZ@)> ,gUSW 14.3.2虚拟表面 k9~NIvnB` ;Lu%v%BM 14.3.3输入挡光 CDK0 $W n d2Z5HFtY 5章非球面光学系统 -iR}kP| !)?n n3 15.1非球面表面类型 =XzrmPu 4fT,/[k? 15.1.1概述 b" 1a7 Ew*_@hVC 15.1.2旋转对称表面 iyB02\d K9njD#/ 15.1.3非旋转对称表面 po4seW! l<ag\ d 15.2非球面示例 r?nvJHP |cEJRs@B 15.2.1平场施密特镜头 -Ds}kdxw [ %cW ?@ 15.2.2遮挡光的注意事项 6y)TXp zq>pK_WG 15.3圆锥表面 |F=!0Id< +0{m(%i 15.3.1椭圆 E/v.+m f*,jhJ_I 15.3.2双曲线 0M7Or)qN v*Ds:1"H-I 15.3.3抛物线 t3|If@T N7Kq$G2O 15.4输入椭圆 'W(+rTFf! k|k 15.5多项式非球面 #` Q3Z}C 2&MIt(\- 15.5.1菲涅尔表面 Jr$,w7tQn@ ROlef;/A 15.5.2非球面输入 &_Z |