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2021-12-10 10:51 |
现代光学设计(Modern Optical Design)
《现代光学设计》分2篇共30章,详细介绍了现代光学设计的方法和要点。本书上篇为光学设计基础,包括光学设计概述、Zemax软件概述、光路计算、光学材料、塞德像差理论、波像差理论、Buchdahl公式、像质评价、消色差、光学自动设计等内容;下篇为光学系统设计,引入了大量的设计实例,介绍了各类常见光学镜头及系统设计方法,包括望远物镜、显微物镜、目镜、照相物镜、投影和照明系统、变焦距系统、红外物镜、折反系统、激光光学系统、折衍混合光学系统等,后还介绍了光学制图等知识。 $~T4hv : 本书将光学设计理论与光学软件Zemax设计实例结合,内容由浅入深,讲解清晰易懂,可供光学设计师、工程师参考与自学,也可供高校光电信息类师生使用。 }0Ed] qUb&
[attachment=110014] g[4WzDF* 第1章什么是光学设计2 X=&KayD 1.1为什么需要光学设计2 13x p_j 1.1.1光学仪器小史2 ncT&Gr 1.1.2光学系统4 ?%[jR=w 1.1.3理想光学系统4 '}Z<h?9 1.1.4理想成像的违背5 "3Y0`&:D 1.1.5像质评价7 5`p.#
1.2光学设计的流程9 GnJt0 { 1.2.1设计前阶段9 4BpZJ~(p 1.2.2设计阶段10 AFwdJte9e 1.2.3设计师需要参与的阶段13 +v:SM9 [(7S .5I 第2章Zemax软件概述14 SOA,kwHRe 2.1光学设计软件14 pOoEI+t 2.2在Zemax中输入数据16 $/Uq0U 2.2.1Zemax软件的交互界面16 F*ylnB3z 2.2.2输入镜头数据18 67FWa 2.2.3设置孔径20 $6R-5oQ 2.2.4设置视场22 I{=Qtnlb 2.2.5设置波长23 o-B$J? 2.2.6设置玻璃24 dioGAai' 2.3查看输入结果26 [v!f<zSQK 2.3.1镜头结构参数26 G$('-3@i`w 2.3.22D/3D视图26 kb!%-k 2.3.3查看一阶特性27 0?|<I{z2 2.3.4分析输入结果27 `C'H.g\>2Q iuul7VR-% 第3章光路计算30 +X
88;- 3.1符号规则30 &s>Jb?_5Mx 3.1.1线量的符号规则30 nKj7.,>;:< 3.1.2角量的符号规则31 1<aP92/N& 3.1.3反射处理32 YKK*ER0 3.2光路计算公式32 Q\sK"~@3 3.2.1非近轴光路计算公式32 cQ}{[YO 3.2.2转面公式33 b4Ekqas 3.3近轴光路计算公式33 !&@615Vtw 3.4计算实例34 qwAT>4 3.5光路计算的向量公式36 !ULn7\@ 3.5.1球面光路计算的向量公式37 }4X0epPp;: 3.5.2二次曲面光路计算的向量公式39 V0 a3<6@4 3.5.3光路计算的起始和终结公式41 -M#Wt`6A zX i'kB 第4章光学材料45 )NT*bLRPQ 4.1无色光学玻璃45 B&"Q\'c 4.1.1夫琅禾费波长45 Pr
C{'XDlU 4.1.2无色光学玻璃的分类和牌号46 6j|{`Zd)G 4.1.3玻璃折射率47 w5 Li&m 4.1.4色散48 0#gK6o! 4.1.5无色光学玻璃的质量指标49 HTTCTR 4.1.6玻璃图51 {?7Uj 4.2光学塑料51 -yNlyHv9 4.2.1光学塑料简介51 %mgE;~"& 4.2.2常用的光学塑料52 YtLt*Ig% 4.2.3在Zemax中使用光学塑料53 M X]n& 4.3特殊光学玻璃54 9}
.z;prz 4.3.1有色光学玻璃54 P[fq8lDA 4.3.2低膨胀玻璃55 *|HY>U. 4.3.3耐辐射玻璃55 ChQxa 4.3.4耐潮湿和耐腐蚀玻璃55 <IW$m!{VG 4.4紫外光学玻璃56 J]r^W)O 5SQ8}Or3 第5章特殊光学面形58 l9"s>P U 5.1非球面58 z\4.Gm- 5.1.1形状因子58 7_[L o4_ 5.1.2矢高59 tfWS)y7 5.1.3二次曲面59 :[d9tm 5.1.4在Zemax中使用非球面60 4?01s-Y 5.1.5在Zemax中使用反射面62 8H`[*|{' 5.2梯度折射率面64 a?oI>8* 5.2.1梯度折射率简介64 )=(kBWM 5.2.2梯度折射率分类65 uhq8 5.2.3在Zemax中使用梯度折射率面66 w&.aQGR# 5.2.4梯度折射率面与非球面的等效70 Z4bNV?OH "$vRMpW: 第6章光学系统中的光束限制72 #T"4RrR 6.1光阑分类72 tX~w{|k 6.1.1孔径光阑72 tpx2IE 6.1.2视场光阑73 (^>J&[= 6.1.3渐晕光阑73 K:WDl;8(d 6.1.4消杂光光阑74 sa8Vvzvo. 6.2主光线和边缘光线74 ue>D7\8 6.3相对孔径与F数75 :rP=t , 6.4拉格朗日不变量75 #lO Mm9 6.5远心光路77 UC$ppTCc? 6.5.1物方远心光路77 $<OD31T 6.5.2像方远心光路78 TkF[x%o 6.6在Zemax中移动光阑78 l%=; ^=*;X;7 第7章塞德像差理论Ⅰ83 5~S5F3 7.1球差83 |1Z)E+q*: 7.1.1球差的定义83 @PIp*[7oC 7.1.2球差的计算公式84 NX&_p!_V 7.2轴外初级单色像差85 wdoR%b{M 7.2.1空间坐标系的建立85 -I%5$`z 7.2.2Petzval场曲86 gI`m.EH}}N 7.2.3轴向像差87 *=xr-!MEk 7.2.4横向像差89 ?r!o~|9| 7.2.5旋转对称系统89 2>59q$| 7.2.6初级单色像差的塞德和数90 og>uj>H& 7.3彗差90 x|29L7i 7.3.1子午面和弧矢面90 Gp\
kU:}& 7.3.2子午面和弧矢面像差91 -7|H}!DFT 7.3.3彗差定义92 iJ|uvPCE 7.3.4正弦差93 fTX;.M/%
7.4场曲和像散93 8l">cVo]T 7.4.1子午场曲和弧矢场曲93 .c cp 7.4.2像散94 ;9'OOz|+1 7.4.3Petzval场曲94 ]K%!@O! 7.5畸变94 IUct 7.6PW形式的塞德和数95 *n"{J(Jt` 7.7在Zemax中查看塞德像差系数97 bQ5\ ]5M iam1V)V 第8章塞德像差理论Ⅱ100 |+"(L#wk 8.1初级色差100 a09<!0Rp 8.1.1轴向色差100 3
8`<:{^Y 8.1.2垂轴色差102 R/a*LSe@& 8.1.3在Zemax中查看初级色差数据103 XB5DPx 8.2Zemax中横向像差与轴向像差105 x$(f7?s] 1 8.3像差的级数展开与像差平衡107 E<*xx#p 8.4像差曲线113 J?$,c4;W2 EB|}fz 第9章优化函数116 _Bj":rzY 9.1求解116 |vzl. ^"- 9.1.1曲率求解116 PmM3]xVzd 9.1.2厚度求解118 -35;j'a 9.2环和臂119 r,2g^K)6 9.3构建优化函数121 3T0"" !Q 9.4Zemax中常用优化函数122 2 8u_!f[ 9.5设计实例124 UR5`ue ; {+ b7sA3 第10章波像差129 9-m=*|p 10.1波前129 ;]:@n;c\ 10.2费马原理131 l}M!8:UzU 10.3波像差公式131 S`Rs82> 10.3.1轴上点波像差与球差的关系131 |(^PS8wG 10.3.2波像差与塞德像差的关系132 J<lO=
+mg 10.3.3波像差普遍式133 {BU;$ 10.3.4波像差的极坐标形式134 +x}<IS8 10.3.5波像差与塞德像差换算公式134 7E!5G2XX~~ 10.3.6焦深136 ""~ajy 10.4用波像差研究初级像差的几何形状137 Rbv;?'O$L 10.4.1球差137 eb$#A _m 10.4.2彗差137 #gw]'&{8D 10.4.3像散137 BING{ew 10.4.4场曲137 [z9Z5sLO 10.4.5畸变138 n'6jou 10.5色差的波像差138 Yc*;/T} 10.5.1D-d方法计算波色差138 lsNd_7k 10.5.2用后一面半径消色差138 #:%/(j 10.5.3波色差与塞德初级色差的关系139 P=G3:eX 10.5.4近轴薄透镜的波色差139 %ULr8)R;
10.6在Zemax中查看波像差140 mpJ#:}n )whA<lC 第11章Buchdahl公式142
X)3!_ 11.1Buchdahl塞德和数公式142 Aq7osU1B 11.1.1阿贝不变量表示的塞德和数142 ufT`"i 11.1.2Buchdahl的塞德和数143 %H"47ZFxAs 11.2结构像差系数145 Jxm.cC5z. 11.2.1薄透镜近似145 @U}1EC{A 11.2.2结构像差系数的消像差条件148 -z(+/ /K:# 11.3小弥散斑150 GWip-wI 11.3.1小弥散斑位置150 u\JNr}bL 11.3.2在Zemax中查看离焦152 4H]L~^CD W
`}Rf\g 第12章像质评价Ⅰ154 =_u4=4 12.1像差容限154 JqiP>4Uwm^ 12.1.1瑞利判据154 v|2T%y_
u 12.1.2球差容限154 <Q?F?.^e 12.1.3望远和显微物镜的像差容限157 du^J2m{f 12.1.4望远和显微目镜的像差容限157 bA->{OPkT 12.1.5照相物镜的像差容限157 5/Uy{Xt 12.2光线扇形图158 /&94 eC 12.3点列图160 ;4~hB 12.4能量集中度163 cYt!n5w~W 12.5斯特列尔比164 1&Z | |