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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。 hJc^NU5 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。 &_1x-@oI2: }VU7wMk
[attachment=110014] S%6 V(L| 第1章什么是光学设计2 4 (>8tP\Y 1.1为什么需要光学设计2 eWk
W,a 1.1.1光学仪器小史2 B]nu \! 1.1.2光学系统4 [QZ8M@Gty# 1.1.3理想光学系统4 @{ CP18~: 1.1.4理想成像的违背5 i6-&$< 1.1.5像质评价7 G<m6Sf 1.2光学设计的流程9 (?vKe5 1.2.1设计前阶段9 qX"m"ko 1.2.2设计阶段10 By;{Y[@rS 1.2.3设计师需要参与的阶段13 IxU#x* D,,$ 第2章Zemax软件概述14 rvUJK,oE 2.1光学设计软件14 CkeqK 2.2在Zemax中输入数据16 EmYu]"${1 2.2.1Zemax软件的交互界面16 G0mvrc-( 2.2.2输入镜头数据18 ']^_W0?= 2.2.3设置孔径20 pKzrdw-! 2.2.4设置视场22 j"4]iI+ {" 2.2.5设置波长23 knABlU 2.2.6设置玻璃24 ^@-qnU lH 2.3查看输入结果26 !#TM%w 2.3.1镜头结构参数26 Y![//tg 2.3.22D/3D视图26 p9Y`_g` 2.3.3查看一阶特性27 q6T>y%|FZ 2.3.4分析输入结果27 z#Cgd-^7.# 'iikcf*)C 第3章光路计算30 A5 <T7~U 3.1符号规则30 J PmZ%]wA 3.1.1线量的符号规则30 qG8-UOUDt 3.1.2角量的符号规则31 omZ
bn 3.1.3反射处理32 Bc1MKE5 3.2光路计算公式32 V5up/ 6b,1 3.2.1非近轴光路计算公式32 MngfXm 3.2.2转面公式33 "SFs\] Z 3.3近轴光路计算公式33 "*oN~&flc 3.4计算实例34 x)prI6YMv\ 3.5光路计算的向量公式36 |W;EPQ+< 3.5.1球面光路计算的向量公式37 ibxtrt= 3.5.2二次曲面光路计算的向量公式39 Z*kZUx7I< 3.5.3光路计算的起始和终结公式41 ?t"bF :! N,?D<NjXl 第4章光学材料45 MtXd}/ 4.1无色光学玻璃45 Mb\[` 4z 4.1.1夫琅禾费波长45 q,fk@GI'2 4.1.2无色光学玻璃的分类和牌号46 3=Va0}#& 4.1.3玻璃折射率47 qp`G5bw 4.1.4色散48 -) \!@n0 4.1.5无色光学玻璃的质量指标49 ,}HnS)+ 4.1.6玻璃图51 hZDv5]V:0 4.2光学塑料51 -^<`v{}Dn 4.2.1光学塑料简介51 mqv!"rk'w 4.2.2常用的光学塑料52 pNzpT!}H> 4.2.3在Zemax中使用光学塑料53 OJ4-p&1 4.3特殊光学玻璃54 ~glFB`?[ 4.3.1有色光学玻璃54 BGZvgMxLJ 4.3.2低膨胀玻璃55 `^1&Qz> 4.3.3耐辐射玻璃55 [0-zJy|, 4.3.4耐潮湿和耐腐蚀玻璃55 Dwi[aC+k 4.4紫外光学玻璃56 cwKOE?! %{K6 第5章特殊光学面形58 G[[NDK 5.1非球面58 n+;PfQ| 5.1.1形状因子58 G8ksm2 } 5.1.2矢高59 }dSxrT 5.1.3二次曲面59 ;WpPdR2 5.1.4在Zemax中使用非球面60 ^><B5A>; 5.1.5在Zemax中使用反射面62 PdD|3B& 5.2梯度折射率面64 "G m:M 5.2.1梯度折射率简介64 0CS80
pC 5.2.2梯度折射率分类65 C%+>uzVIw 5.2.3在Zemax中使用梯度折射率面66 wJF Fg : 5.2.4梯度折射率面与非球面的等效70 S&m5]h!D /DQcM.3
第6章光学系统中的光束限制72 uyDYS 6.1光阑分类72 L~~Dj:%uq 6.1.1孔径光阑72 ?G>#'T[ 6.1.2视场光阑73 u:7=Yy
: 6.1.3渐晕光阑73 hhvP*a_J 6.1.4消杂光光阑74 7f`x-iH!]7 6.2主光线和边缘光线74 .1C|J 6.3相对孔径与F数75 :j m|) 6.4拉格朗日不变量75 |Zo_x}0 6.5远心光路77 Oz1ou[8k 6.5.1物方远心光路77 .5m^)hi 6.5.2像方远心光路78 p3r1lUw 6.6在Zemax中移动光阑78 pd{;`EW| PX1Scvi 第7章塞德像差理论Ⅰ83 @5# RGM)5^ 7.1球差83
YErn50L 7.1.1球差的定义83 o )
FjWf; 7.1.2球差的计算公式84 T6ZJ SKM 7.2轴外初级单色像差85 lC|{{?m 7.2.1空间坐标系的建立85 ]Zf@NY 7.2.2Petzval场曲86 CQcb !T 7.2.3轴向像差87 7l})`>
k 7.2.4横向像差89 :`ysq 7.2.5旋转对称系统89 ;Q.g[[J/p 7.2.6初级单色像差的塞德和数90 d4P0f'.z 7.3彗差90 IJn r^S8 7.3.1子午面和弧矢面90 s!E-+Gw 7.3.2子午面和弧矢面像差91 ].2it{gF?b 7.3.3彗差定义92 }PY?
ZG 7.3.4正弦差93 K,IPVjS 7.4场曲和像散93 ]41G!'E= 7.4.1子午场曲和弧矢场曲93 ~;;_POm 7.4.2像散94 ]&ptld; 7.4.3Petzval场曲94 BVC{Zq6hi 7.5畸变94 VrokEK*qbY 7.6PW形式的塞德和数95 oLn| UWe_ 7.7在Zemax中查看塞德像差系数97 qt}[M|Q^r `<>8tZS9" 第8章塞德像差理论Ⅱ100 m`c(J1Et 8.1初级色差100 'Sc3~lm(dH 8.1.1轴向色差100 Tj{!Fx^H 8.1.2垂轴色差102 LE Y Y{G? 8.1.3在Zemax中查看初级色差数据103 w
I@
lO\ 8.2Zemax中横向像差与轴向像差105 ++13m*fA 8.3像差的级数展开与像差平衡107 EVj48 8.4像差曲线113 =k[!p'~jD ]~(Ipz2NP 第9章优化函数116 %;zWS/JhL 9.1求解116 Z3R..vy8 9.1.1曲率求解116 b}$m!c:<8 9.1.2厚度求解118 `z3?ET 9.2环和臂119 5.|rzk> 9.3构建优化函数121 CFZ=!s)B 9.4Zemax中常用优化函数122 ;<q@>p[ 9.5设计实例124 ZF;S}1 AX1'.
第10章波像差129 @Ds? 10.1波前129 5Kv=;o=U 10.2费马原理131 SAG)vmm 10.3波像差公式131 -JZl?hY( 10.3.1轴上点波像差与球差的关系131 !*|CIxk( 10.3.2波像差与塞德像差的关系132 G-n`X":$DT 10.3.3波像差普遍式133 }M| 10.3.4波像差的极坐标形式134 IFPywL{K 10.3.5波像差与塞德像差换算公式134 LTtfOcrt 10.3.6焦深136 df1* [ 10.4用波像差研究初级像差的几何形状137 aXC`yQ? 10.4.1球差137 -"a+<(Y 10.4.2彗差137 i}<R>]S 10.4.3像散137 z4-AOTo2y 10.4.4场曲137 H[,.nH_>+ 10.4.5畸变138 r 'jVF'w 10.5色差的波像差138 G)4 3Y! 10.5.1D-d方法计算波色差138 >/bl
r}5
H 10.5.2用后一面半径消色差138 '*3+'> 10.5.3波色差与塞德初级色差的关系139 X\%],"9% 10.5.4近轴薄透镜的波色差139 m;
ABHq# 10.6在Zemax中查看波像差140 Gcs+@7!b #zy,x 第11章Buchdahl公式142 RL&3 P@r 11.1Buchdahl塞德和数公式142 82)d.> 11.1.1阿贝不变量表示的塞德和数142 C#I),LE|d{ 11.1.2Buchdahl的塞德和数143 KUyua~tF 11.2结构像差系数145 LOida# R 11.2.1薄透镜近似145 yl'~H;su 11.2.2结构像差系数的消像差条件148 8:&@MZQ&! 11.3小弥散斑150 2CxdNj 11.3.1小弥散斑位置150 ~4`wfOvO 11.3.2在Zemax中查看离焦152 ,+X8?9v -~(0:@o ; 第12章像质评价Ⅰ154 i2j)%Gc} 12.1像差容限154 *q0N$}k 12.1.1瑞利判据154 tIr66'8 12.1.2球差容限154 a|7V{pp=M 12.1.3望远和显微物镜的像差容限157 <m(nZ'Zqz2 12.1.4望远和显微目镜的像差容限157 akqXh 9g 12.1.5照相物镜的像差容限157 ;%jt;Xv9 12.2光线扇形图158 2hu6 12.3点列图160 Pdn.c1[-a 12.4能量集中度163 M}5 C;E* 12.5斯特列尔比164 9M7P]$^ bm+ Mr 第13章像质评价Ⅱ167 v%FVz 13.1对比度167 _?r+SRFn 13.2傅里叶变换168 }]s~L9_z[' 13.2.1傅里叶变换的定义168 UJm`GO 13.2.2卷积168 16Xwtn72 13.2.3线性系统169 e+6~JbMV 13.2.4线性平移不变性169 gEe}xI 13.3衍射理论170 p~mB;pZ%; 13.3.1基尔霍夫公式170 wM&G-~9ujk 13.3.2菲涅耳和夫琅禾费近似171 WWe.1A, 13.3.3透镜的相位变换172 (~OwO_|3 13.4点扩散函数173 Rp<Xu6r 13.4.1点扩散函数计算公式173 =[k9{cVW 13.4.2在Zemax中查看点扩散函数174 =az$WRV+7! 13.5光学传递函数177 9]YmP8 13.5.1调制传递函数177 m:41zoV 13.5.2一个计算实例178 {Y@[hoHtF 13.5.3衍射受限的光学传递函数179 dG rA18 13.5.4在Zemax中使用MTF180 UB1/FM4~ z]WT>4 第14章透镜的初级像差184 CeJ|z{F\ 14.1初级像差系数184 TB[vpTC9) 14.2单折射面的初级像差185 OiOL4}5( 14.2.1球差185 c1<g!Q&E 14.2.2彗差186 [V f|4xcD 14.2.3像散187 'I P!)DS 14.2.4场曲187 fr?eOigbl 14.2.5畸变188 Qh[t##I/ 14.3球面反射镜的初级像差188 < | |