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。 B~o-l*
[attachment=106520] l{c]p- 作者:陈恩果 著 &K+0xnUH 定价:68 _~'+Qe_o$5 出版社:清华大学出版社 9SQ4cv*2 出版日期:2021年01月01日 X|LxV] 页数:348 wBk@F5\< 装帧:平装 bO5k6i ISBN:9787302566038 c:!z O\P# LtgXShp_! 目录 5sO@OV\
y 第一篇光学设计基础知识 N5zlT tiPa6tQ 第1章几何光学基本定律与成像概念 ecJ6 9O.Y OiW 1.1几何光学的基本定律 XM1`x fnKY1y]2+ 1.1.1光波与光线 F/d7q%I |Hr:S":9 1.1.2几何光学的基本定律 ,"0)6=AE nz.{P@[Qk 1.1.3费马原理 %(/!ljh_ 7%?jL9Vw 1.1.4马吕斯定律 ">81J5qgd B?rSjdY4 1.2成像的基本概念和完善成像条件 (h-*_a}F4 BG&cQr 1.2.1光学系统与成像概念 1nknSw# $!@\ 1.2.2完善成像条件 >ydRSr^ #EGA#SKoq 1.2.3物、像的虚实 T\s)le RC#C\S6 1.3光路计算与近轴光学系统 :wqC8&V
6M.;@t,Y 1.3.1基本概念与符号规则 I&|f'pn^< Q?t^@ 1.3.2实际光线的光路计算 qo6y %[ &hIRd,1# 1.3.3近轴光线的光路计算 S"m cUU}} 9i5,2~ 1.4球面光学成像系统 3-Dt[0%{ h&3YGCl 1.4.1单个折射面成像 o\otgyoh W=B"Q
qL 1.4.2球面反射镜成像 2?C`4AR[2H \vfBrN 1.4.3共轴球面系统 /2M.~3gQ %h"z0@+ 第2章理想光学系统 5v\!]?(O; ,B<l 2.1理想光学系统与共线成像理论 @Y,7'0U |H}m 4-+* 2.2理想光学系统的基点与基面 m9}AG Rj 3ss6_xd+ 2.3理想光学系统的物像关系 ^I6^g pg+[y<B 2.3.1理想光学系统的求像方法 o'<^LYSnB ]&~]#vB# 2.3.2由多个光组组成的理想光学系统的成像 5F|8?BkOL^ Fk;oE'"D 2.3.3理想光学系统两焦距之间的关系 DD9 ?V}Yx fEE
/-}d 2.4理想光学系统的放大率 H=g.34 ^[-el=oKn0 2.4.1轴向放大率 2O"P2(1}v Q zZ;Ob]' 2.4.2角放大率 ,vqr<H9e D0(xNhmKz 2.4.3光学系统的节点 I
V%VU vKwQXR~C 2.4.4用平行光管测定焦距的依据
8@{OR"Ec 8mLP5s!7 2.5理想光学系统的组合 y %$O-q Rd7_~.Bo 2.5.1两个光组组合分析 g[>\4B9t [OTJV pC 2.5.2多光组组合计算 ,B&fFis WnwhSr2 2.6透镜 +`M!D }! AB Xl 第3章平面与平面系统 !|q<E0@w\ zOEY6lAwI 3.1平面镜 SjjIr ^ q{2I_[p 3.1.1平面镜成像
@=]~\[e\ R8L_J6Kpa 3.1.2平面镜旋转 M}_i52 +t4BQf 3.1.3双平面镜成像 )4?x5# ultG36.x 3.2平行平板 KD1=Y80P v]%WH~> 3.2.1平行平板的成像特性 0U/K7sZ =&0wr6 3.2.2平行平板的等效光学系统 O?8Ni=] +(O~]Q-Ez 3.3反射棱镜 r!P}u DcMJ^=r8O: 3.3.1反射棱镜的类型 kpbm4t 3Y)PU= 3.3.2棱镜系统的成像方向判断 @cRZk`|1n xR"M*%{@0 3.3.3反射棱镜的等效作用与展开 ]%uZ\Q;9p z|?R/Gf8 3. 射棱镜与光楔 qjJBcu_C'S Sp}D;7 3.4. 射棱镜的偏向角 gx03xPeu Iu~\L0R427 3.4.2光楔及其应用 V Km!Ri$ "'^4*o9 3.4.3棱镜色散 v{i7h|e Mfk2mIy 3.5光学材料 e&MC|US=\ >vrxP8_
3.5.1透射材料的光学特性 *'"T$ib k{tMzx]F__ 3.5.2反射材料的光学特性 SxyONp.$\ (vR 9H(# 第4章光学系统中的光阑与光束限制 Y=Z1Tdxa| ^ yh'lh/ 4.1光阑 = 5D nR =S[yE]v^ 4.1.1孔径光阑 sfr(/mp( {Z; jhR, 4.1.2视场光阑 #jpoHvth @ZN^1?][ 4.2照相系统中的光阑 #tt?!\8C 6m .k;' 4.3望远镜系统中成像光束的选择 2=-utN@Z =k3!RW' 4.4显微镜系统中的光束限制与分析 9/ SXs0 6#}93Dgv4 4.4.1简单显微镜系统中的光束限制 oHM
] >Sa*`q3J 4.4.2远心光路 G.+l7bnZM ?^'
7+8C*J 4.4.3场镜的应用 l5Y/Ok0, =k}SD96 4.5光学系统的景深 M)?dEgU}M : FAH\ 4.5.1光学系统的空间像 TUL_TR bG&"9b_c 4.5.2光学系统景深的含义 U,/6;} rA0,`}8\ 4.6数码照相机镜头的景深 A>VI{ C0.'_ 第二篇光学系统设计与像质评价 )oo~m\` g]* 第5章光学设计原理 SgMrce<; e]ig!G] 5.1光学设计的发展概况 s/"&9F3 bLz*A- 5.1.1光学设计概论 P ]N
[y JXiZB
8} 5.1.2光学设计的发展概况 aYL|@R5;e Fhq9D{TeY, 5.2光学系统设计的具体过程和步骤 I~PDaZP R8*Q$rH< 5.2.1光学系统设计的具体过程 u{&B^s)k. ^x*nq3^h\ 5.2.2光学系统设计步骤 @Un/c:n +&tgJ07A 5.3光学仪器对光学系统性能与质量的要求 k.h`Cji@ j$fAq\B 5.4高斯光学和理想成像 Uts"aQ I3u{zHVwI 5.5初级像差及其独立性原理 t{! 1rw0sAuGy 5.6轴向球差与横向球差 DG(7|`(aY #Z=tJ 5.7透镜的近似表示 J?)RfK|! J2GcBzRH 5.7.1薄透镜与薄透镜系统 <Y 4:'L6 OwzJO 5.7.2真实透镜的近轴形式 dNY"]b 'f8(#n=6qP 5.8玻璃的特性 2.}R t^=U*~ 5.8. 射率 7>o.0 78n}rT%k1 5.8.2色散 u#W5`sl fLN! EDq 5.8.3玻璃色散特性的量化 @$Qof1j'% ydl jw 5.8.4玻璃图 BOlAm*tFt [}nK"4T"Ri 5.8.5熔炼数据 -y) ,Y
| '6Qy /R 5.8.6部分色散 RR1A65B Hyk'c't_O X CB?ll*^ 第6章光路计算及像差理论 h>S[^
-,
&'|B =7 6.1概述 *#>F.#9 HCA{pR` 6.1.1基本概念 hSqY$P cl[!`Z 6.1.2像差计算的谱线选择 <>SdVif] O[~x_xeW 6.2光线的光路计算 4FeEGySow >hMUr*j 6.2.1子午面内的光线光路计算 1ZJ4*b n 9G?ldp8 6.2.2沿轴外点主光线细光束的光路计算 AH7L.L+$M 9~AWn g 6.3轴上点球差 =?}twC$ r >{G`de4 6.3.1球差的定义和表示方法 =?@Q-(bp 1V&PtI3!! 6.3.2球差的校正 MKGS`X]<J `hh9"Ws% 6.4正弦差和彗差 Gu(lI ~ HP2wtN{Zs 6.4.1正弦差 jdRq6U^ ,#u\l>&$ 6.4.2彗差 O>r-]0DI[ %(m]) 6.5像散和场曲 JXQPT +}7fg82) 6.5.1场曲与轴外球差 #m. AN `{<frB@ 6.5.2像散 >O{7/)gS^ ^%bBW6eZ 6.6畸变 85U.wpG |g)FA_#|< 6.7色差 %5 </d5. =iz,S:[ 6.7.1位置色差、色球差和二级光谱 9G+f/k,P Evu=M-? 6.7.2倍率色差 M8W# io GKtS6$1d# 6.8波像差 `"y`AY/N 9w~cvlv[ NGzgLSm\ 第7章光学系统的像质评价与像差分析 $%qg" LVtu*k 7.1几何像差的曲线表示 kl7A^0Qrz L ^Y3=1#"g 7.1.1独立几何像差的曲线表示 y%(X+E"n* 'w<BJTQIL 7.1.2垂轴几何像差曲线(像差特征曲线) )qM|3], 6vz1*\:H~ 7.2瑞利判断和中心点亮度 -f>'RI95> e1 a*'T$z 7.2.1瑞利判断 +cg
{[f,J; R9dP ,<2 7.2.2中心点亮度 D!FaE N 8[5|_Eh+ 7.3分辨率 O]=C#E{ Ek .3 7.4点列图 B4W\
t{ g'lT 7.5光学传递函数评价成像质量 E20&hc5 8 \KM|f9-b 7.5.1利用MTF曲线来评价成像质量 xfHyC'? Ti= 3y497S 7.5.2利用MTF曲线的积分值来评价成像质量 }=@zj6AC !oMt_k X 7.6其他像质评价方法 X ,
ZeD tHI*, 7.6.1基于几何光学的方法 D s-` J/Q|uRpmqr 7.6.2基于衍射理论的方法 Z;<ep@gy~ moO_-@i 7.6.3其他需要评价的成像质量 jxY-u+B 'DAltr< 7.7光学系统的像差公差 1L[S*X pMN<p[MB 7.7.1望远物镜和显微物镜的像差公差 `SOhG?Zo ^
}#f() 7.7.2望远目镜和显微目镜的像差公差 b=LF%P vjTwv+B" 7.7.3照相物镜的像差公差 6E+=Xi Dd/}Ya(Gi 4
X`^{~ 第8章典型光学系统 Zoow*`b|$U 9~Xg#{ 8.1眼睛 ?)cJZ>$!w .cR*P<3O 8.1.1眼睛的构造、标准眼和简约眼 XiG88Kwv `pYE[y+ 8.1.2眼睛的调节和适应 wItz cY1m hEOJb
@:R 8.1.3眼睛的分辨率和准精度 +89o`u_l% v*DFiCQD 8.1.4眼睛的立体视觉 v MWC(m T 46{*( 8.2放大镜 iEhDaC[e(b g{a d0.y, 8.3显微镜与照明系统 tc/ jY]'32 M(S{1|,V 8.3.1显微镜概述 7SHo%bA 7.|S>+Q 8.3.2显微镜中的孔径光阑和视场光阑 A_Gp&acs$ 1UyH0`& 8.3.3显微镜的景深 y''V"Be Kq6qXc\x 8.3.4显微镜的分辨率和有效放大率 @7|)RSBQz ^'Zh;WjI7 8.3.5显微镜的物镜 N7B}O*; B}5XRgq 8.3.6显微镜的目镜 ~%G Ssm\J `w=!o.1 8.3.7显微镜的照明系统 ^V,@=QL3U /O"0L/hc^ 8.4望远镜系统 K!b>TICa: !L$oAqW 8.4.1望远镜系统的一般特性 Bcm=G"" hGKdGu`0 8.4.2望远镜的主观亮度 9oD#t~+F4 <^'{ G 8.4.3望远镜的光束限制 Y;PDZbK3 faJ8zX 8.4.4望远镜系统的物镜 <M>#qd@c
h=mv9=x 8.4.5望远镜的目镜 -9i+@%{/ ;@O(z*14@ 8.4.6正像望远镜中的转像系统和场镜 Nuo<` 6mV@ L`bo#,eg6 8.5摄影光学系统 v_.j/2U .=aMjrME 8.5.1摄影物镜的性能参数 6!o/~I# :if5z2PE/ 8.5.2摄影物镜中的光束限制 W.sD2f kjfxjAS=m 8.5.3摄影物镜的景深 L/%xbm~ $q=hcu 8.5.4摄影物镜的几何焦深 @) ]t8( *xho 8.5.5摄影物镜的分辨率 M{y|7e%K "URVX1#(r 8.5.6摄影物镜 -hm9sNox [/n'@cjNZ 8.6放映系统 _4De!q0( J]_)gb'1BR 8.6.1透射放映时幕上的照度 Pyit87h{ ol1AD: Ho 8.6.2放映系统中的聚光镜 Z 'Zd[."s gB'`I(q5. 8.6.3放映物镜 A`
oa|k!U Ez wF`3RjK 第三篇CODE V光学设计应用基础 M |aQ)ivh3 `_6@3-% 第9章欢迎来到CODE V +2f>
M4q g8B&u u # 9.1什么是CODE V Z7ZWf'o )E_!rR 9.1.1强大的光学工具 qrOB_Nz I-j(e)P(o_ 9.1.2CODE V的典型功能 4t"* )xy thR|h+B 9.1.3知识产权问题 1"N/ZKF-x DB!uv[c 9.1.4有用的提示 .kz(V5 h6K!|-Gq. 9.2本书第三篇内容及其读者 Hd96[Uo $=X!nQ& Z| 9.2.1读者 NO%|c|B| w`2_6[,9 9.2.2关于第三篇内容 i@sCMCu6 4"rb&$E 9.2.3 多信息 >IR`] &n,xGIG 9.2.4联机在线帮助和文档 z0FR33- +<vqkc 9.3假设和术语 Vu^Q4Z jTGS6{E 9.4CODE V界面 g#pIMA#/ :"h
Pg]' 9.4.1简介 i&?
78+: _&6juBb 9.4.2关于命令和宏 R|d^M&K, =+kvL2nx- 9.5CODE V的结构 pO@k@JZ T(t
<Ay?c 9.6其他操作 h Js&rpN je$R\7B< 9.7设计开始之前的操作 S S7D1 j X^&4f 10章设计一个数码相机镜头 KR+ aY. ^$g],PAY 10.1边做边学 hv_pb#1Ks 0Te)s3X 10.1.1一个简单的数码相机镜头 S.?\>iH[ y'i:%n}I 10.1.2设计规格 I3F6-gH :d:|7hlNQ 10.2新建镜头向导 &z1| {g23[$X]N 10.2.1启动新建镜头 #Q!c42}M BdRE*9.0 10.2.2专利数据库 R
oF ]y$V/Ij=qK 10.2.3定义系统数据 Gff[c%I I=3B
5u 10.3光学表面的操作 8z3I~yL_`+ a`GN@
8 10.3.1镜头数据管理器电子表格 D{3 x}5 T5X'D(\| 10.3.2 改并提交数据 HT1dvC$COo HCn]# 10.3.3绘制镜头结构图 EzeDShN=J A(_^_p.| 10.3.4光学面的操作: 缩放镜头 f"OA Zji d%[`=fs]|m 10.3.5设置新标题并保存镜头结果 bo?3E +B v;NZ"1=_ 10.4像质分析 is_dPc #xJGuYdv 10.4.1快速光线像差曲线 '"G
%0y g)|++? 10.4.2快速点列图 SBYMDKZ o )}< 10.4.3畸变 3R$CxRc: AD4L`0D 10.4.4MTF(清晰度) dp%pbn6w M}KM]< 10.4.5渐晕/照度 \w@_(4")Qb \Z7([G h 10.4.6可行性分析 X6"^:)&1M `__?7"p
)\ 10.5总结 6XxG1]84 Lb3K};SIV 1章CODE V优化设计 Xxsnpb> $y]||tX 11.1关于优化 ~IJZM`gN "}~i7NBB 11.1.1目的 SpTORR8 5}l#zj 11.1.2方法 nAba
=iW d ;7pri)B 11.1.3默认值 pGcx
jm
qzbkxQu]g 11.1.4自动化设计过程 D A)0Y_ J7xT6Q= 11.1.5局部优化和全局优化的对比 >7Sl(
UY- BQJ`vIa 11.1.6并行处理支持 TWR#MVMI SAxa7B/U2 11.2策略 sz2SWk^& >^\>-U| 11.3变量 UE$[;Zg <W[8k-yOV` 11.3.1定义变量 6Cv2>'{S ?`*-QG} 11.3.2使用LDM 1S.e5{ |I^Jn@Mq: 11.3.3虚拟玻璃 <B{VL8IA> SUi1*S 11.4自动化设计设置 OFL+Q~~C O> ^~SO 11.4.1通用约束 Zow^bzy4 41Q 11.4.2误差函数定义和控制 \t(r@qq RDZh>K
PG 11.4.3保存设置(选项设置)并运行自动化设计 n; '~"AG) ~TK^aM 11.5了解自动化设计的输出 [tf^i:2 l|tp0[ 11.5.1误差函数 IEr`6|X cyP*QW[ 11.5.2自动化设计的输出文本 e2o9)=y @`+$d=rO` 11.5.3自动化设计过程中每次优化循环周期的输出 W
me1w\0 gx9sBkoq5D 11.5.4约束成本 VGUDUM.8 \V-
Y,!~5 11.6分析结果和修改权重 ue:P#] tx 1YD.jU^;HD 11.7 终优化和注释 9X&qdA/q AdS_-Cm 11.7.1关于真实玻璃 #_L& pC.4AkEO 11.7.2有关景深 w[vIPlSdS *>*/| 11.8塑料、专用目录和非球面
>Pd23TsN \bl,_{z? 11.9全局优化和其他自动化设计功能 +/lj~5:y _$_CR\$ 11.10约束: 问题和解决方案
~zC fan/ im[gbac 2章CODE V的分析功能 5*za] VRP.tD 12.1CODE V中的分析选项 }`FC__ ]Tw6Fg1o> 12.1.1诊断分析 [a*>@IR k)' z<EL6c 12.1.2几何分析 A-!qO|E[- 4xn^`xf9
12.1.3衍射分析 :+^llz x(N}^Hu 12.1.4其他分析 yf^gU* <l/Qf[V 12.1.5孔径在分析中的作用 &_9eg |Qm%G\oB? 12.2诊断分析 F9J9pgVP ?G<IN) 12.2.1近轴光线追迹 SLA~F?t >ZsK5v 12.2.2真实光线追迹 &: 8 &;vk `;2`H, G' 12.2.3光线像差曲线 oDI*\S> JT ^0AZ_* 12.2.4光瞳图 U*h)nc D5vtZu!" 12.2.5痕迹图 CPM6T$_qE nW*Oo|p~= 12.3几何分析 3H%WB| 'E8Qi'g 12.3.1点列图 I;Y`rGj r:Cid*~m 12.3.2径向能量分析 %d\+(:uu/ 640V&<+v 12.4衍射分析 7)wq9];w
5R
G5uH/-< 12.4.1MTF Fa^]\: '2{o_<m 12.4.2点扩展函数 ee` =B r26Wysi~% 12.4.3波前分析 ~Nh7C b_ v]S8!wU 12.4.4二维图像模拟 .;6bMP[YA q8]k]:r 12.5分析宏 =R`2 m >;?97'M 12.6多膜层设计 \
.s".aA K6hNN$F! 3章CODE V公差分析 #+nv,?@ SJ@_eir\o 13.1墨菲定律 A*;h}\n LK~0ck7 13.1.1可能出现误差的参数 "ET"dMxU Us.jyg7_c 13.1.2误差后果 IW*.B6Hw8
&|*| 13.1.3补偿 8G<.5!f7`N Pw.+DA 13.1.4统计问题 z8MYgn7 -&tiM
v 13.1.5失败的代价 XE\bZc 4{E=wg^p 13.2公差分析和TOR vj0?b/5m *%sYajmD 13.2.1公差分析的目的 H;E{Fnarv yRDLg
c 13.2.2TOR功能 _Z&R'`kg U"Oq85vY 13.2.3半自动误差预算 cKAl 0_[f"
eD0@n
: 13.2.4交互式公差分析 H\vO0 <X XwMC/]lK< 13.2.5其他公差分析选项 eyV904<F ^;bkU|(`6 13.3公差分析的分类 24fWj?A| ^ RR|Eqm3) 13.4LDM和TOR的公差分析 Wd#6Y}: A:Z:&(NtE: 13.4.1全默认TOR运行 eKOTxv{ {]]I4a 13.4.2设定公差 +0DIN4Y(4 <Jz>e}*) 13.4.3TOR镜头准备 f[D#QC xm5D$m3# 13.4.4TOR输入对话框 jL<.?HE :QNEA3Q 13.5理解TOR的输出 7 &Aakl ptcU_*Gd 13.5.1灵敏度表格 DS fKUx& arJ[.f9s 13.5.2误差改进性能 8:bNFgJD P.0-( 13.5.3限制范围和舍入误差的影响 hAdEq$ WjB[e> 13.5.4概率分布、交叉项和统计 $oEDyC Jo ^o`9 13.5.5补偿器范围 8}"j#tDc )NK2uD 13.5.6公差输出表格 Bv3v;^ FW4 hqgE@ 13.5.7性能摘要表格 frt?*|: ?W(f%/B# 13.6其他公差分析功能 #*~Uu.T jWz-7BO 4章反射系统 yY+2;`CH NKRXY~zHh 14.1CODE V的反射系统 `}bUf epMJ tj0vB]c 14.1.1概述 g7pFOcV KME
#5=~ 14.1.2符号法则 3^\y> T7v8}_"- 14.1.3双通表面与系统 E9i WGSE 7)T+!> 14.2反射系统数据 VF-d^AGt P|?z1JUd 14.3孔径问题 ,#A,+!4 vlD]!]V:h 14.3.1CODE V中的孔径类型 z} %to0W eIO}/npT]Q 14.3.2虚拟表面 ;dnn
2)m #%5>}$ 14.3.3输入挡光 ch&r. i0P+,U 5章非球面光学系统 |lv4X}H C9z{8 ; 15.1非球面表面类型 V6L_aee}CK >dM'UpN@ 15.1.1概述 Pzqgg43Xf X}ZOjX! 15.1.2旋转对称表面 gR+Z"] lbPxZ'YO# 15.1.3非旋转对称表面 _I9TG.AA. sk5\"jna 15.2非球面示例 %/s1ma6q 8WH> 15.2.1平场施密特镜头 Q -+jG7vT LV[4z o]= 15.2.2遮挡光的注意事项 C"sa.#} ; ^$RG 15.3圆锥表面 L*_xu _F g N[r*:B 15.3.1椭圆 @EQ{lGpU3 Kq*^*vWC 15.3.2双曲线 &`9lIVB,K D"hiEz 15.3.3抛物线 V*?,r< |