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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。 Pq{YZMr 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。 cjy0s+>> 32iWYN
[attachment=110014] m5'__< 第1章什么是光学设计2 }OX>( 1.1为什么需要光学设计2 WRLu3nBx 1.1.1光学仪器小史2 Fu1|b2B-x 1.1.2光学系统4 Tg<>B 1.1.3理想光学系统4 %WJ{IXlz 1.1.4理想成像的违背5 6,g5To#vw 1.1.5像质评价7 @
@3)D%h 1.2光学设计的流程9 xyz\;3 1.2.1设计前阶段9 VxPTh\O*[ 1.2.2设计阶段10 v:J.d5 1.2.3设计师需要参与的阶段13 % b>y mk[d7Yt{O 第2章Zemax软件概述14 ',J%Mv>Yf 2.1光学设计软件14 P5
<85t 2.2在Zemax中输入数据16 8ZNd|\ 2.2.1Zemax软件的交互界面16 8&2gM 2.2.2输入镜头数据18 {Gb)Et]< 2.2.3设置孔径20 !cFE^VM_; 2.2.4设置视场22 6M<mOhp@}n 2.2.5设置波长23 G5XnGl}Q 2.2.6设置玻璃24 !Lg}q!*%>V 2.3查看输入结果26 @|\s$L 2.3.1镜头结构参数26 ~qLhZR\g^ 2.3.22D/3D视图26 9/X v&<Tn 2.3.3查看一阶特性27 !g8.8(/t) 2.3.4分析输入结果27 PE;0
jgsiI *2m&?,nJ 第3章光路计算30 I8-&.RE 3.1符号规则30 C(%5,|6 3.1.1线量的符号规则30 ("P mB?20 3.1.2角量的符号规则31 w_z^5\u0 3.1.3反射处理32 Z#cU#)`y1 3.2光路计算公式32 (?&_6B.* 3.2.1非近轴光路计算公式32 =|{,5=" 3.2.2转面公式33 =VX<eV 3.3近轴光路计算公式33 lA^Kh 3.4计算实例34 ;uA_gn! 3.5光路计算的向量公式36 $O]E$S${ 3.5.1球面光路计算的向量公式37 z_,]fd=o 3.5.2二次曲面光路计算的向量公式39 k~9Ywf 3.5.3光路计算的起始和终结公式41 cwW~ *90# nO.+&kA 第4章光学材料45 Ci#5@Q9#w 4.1无色光学玻璃45 Kn9=a -b?, 4.1.1夫琅禾费波长45 zC>(!fJqq 4.1.2无色光学玻璃的分类和牌号46 t+)GB=C 4.1.3玻璃折射率47 WCfe!P?g 4.1.4色散48 ,IVr4#w0= 4.1.5无色光学玻璃的质量指标49 OrH1fhh 4.1.6玻璃图51 kq.R(z+ 4.2光学塑料51 XY t8vJ 4.2.1光学塑料简介51 !#|fuOWe 4.2.2常用的光学塑料52 MIyLQ 4.2.3在Zemax中使用光学塑料53 iN9!?Ov_ 4.3特殊光学玻璃54 MPEBinE? 4.3.1有色光学玻璃54 y@8399;l 4.3.2低膨胀玻璃55 1oW]O@R 4.3.3耐辐射玻璃55 -{amzyvLE 4.3.4耐潮湿和耐腐蚀玻璃55 mBgx17K/-_ 4.4紫外光学玻璃56 .L TFa.jxA <!HDtN 第5章特殊光学面形58 90if:mYA 5.1非球面58 i$ZpoM
5.1.1形状因子58 H><mcah 5.1.2矢高59 %Ja{IWz9L 5.1.3二次曲面59 md
+`#-D\O 5.1.4在Zemax中使用非球面60 {8p?we3l1 5.1.5在Zemax中使用反射面62 <.%8j\j( 5.2梯度折射率面64 i.dAL)V 5.2.1梯度折射率简介64 4y}a, 5.2.2梯度折射率分类65 te4"+[ $| 5.2.3在Zemax中使用梯度折射率面66 iuk8c.TAR 5.2.4梯度折射率面与非球面的等效70 8JO\%DFJ vc1GmB 第6章光学系统中的光束限制72 {kO:HhUg 6.1光阑分类72 <W|{)U?p 6.1.1孔径光阑72 }~,cCtg:o 6.1.2视场光阑73 $mg h.3z0 6.1.3渐晕光阑73 (']z\4o 6.1.4消杂光光阑74 hahD.P< 6.2主光线和边缘光线74 nk,Mo5iqV 6.3相对孔径与F数75 &$Ip$"H 6.4拉格朗日不变量75 aeLo;!Jh 6.5远心光路77 x3F L/^S 6.5.1物方远心光路77 1ZW'PXUZ 6.5.2像方远心光路78 {[y"]_B4 6.6在Zemax中移动光阑78 7
,~Krzv WG=r? xE 第7章塞德像差理论Ⅰ83 {j4:.fD 7.1球差83 T
]nR
XW$ 7.1.1球差的定义83 =` >Nfa+, 7.1.2球差的计算公式84 7n/I'r 7.2轴外初级单色像差85 5{f/H]
P 7.2.1空间坐标系的建立85 Bq=](<>> 7.2.2Petzval场曲86 6 FxndR; 7.2.3轴向像差87 #Z5Wk 7.2.4横向像差89 U1tPw`0h 7.2.5旋转对称系统89 !b8|{#qh. 7.2.6初级单色像差的塞德和数90 z#67rh{ 7.3彗差90 r<H^%##,w 7.3.1子午面和弧矢面90 dOgM9P 7.3.2子午面和弧矢面像差91 hUvH
t+d 7.3.3彗差定义92 z9c=e46O 7.3.4正弦差93 0# GwhB 7.4场曲和像散93 Os]M$c_88 7.4.1子午场曲和弧矢场曲93 D4S?bZFHo 7.4.2像散94 *njB
fH' 7.4.3Petzval场曲94 R.$Y1=U6 7.5畸变94 EB<tX`Wp 7.6PW形式的塞德和数95 Q#bo!]H{t 7.7在Zemax中查看塞德像差系数97 g+F_M
QZP;k!"w 第8章塞德像差理论Ⅱ100 \:28z 8.1初级色差100 td$Jx}'A 8.1.1轴向色差100 P?ol]MwaB 8.1.2垂轴色差102 !-Q!/? 8.1.3在Zemax中查看初级色差数据103 U^S:2 8.2Zemax中横向像差与轴向像差105 $l"(tB7d 8.3像差的级数展开与像差平衡107 HYa!$P3}[ 8.4像差曲线113 7-B'G/PS/ +& Qqu`)?F 第9章优化函数116 @&>
+`kgU- 9.1求解116 l'R`XGT 9.1.1曲率求解116 :Dm@3S$4< 9.1.2厚度求解118 N/.9Aj/h~& 9.2环和臂119 Qp Vm 9.3构建优化函数121 ai2}vR 9.4Zemax中常用优化函数122 q@>
m~R 9.5设计实例124 m>:ig\ l/M+JT~R 第10章波像差129 Z)4P>{ 10.1波前129 qA[}\8}h 10.2费马原理131 P1jkoJ 10.3波像差公式131 J#nEGl|a 10.3.1轴上点波像差与球差的关系131 Fm{y.URo
10.3.2波像差与塞德像差的关系132 C*<LVW{P 10.3.3波像差普遍式133 6P$q7G 10.3.4波像差的极坐标形式134 S)h1e%f,
f 10.3.5波像差与塞德像差换算公式134 1yf&ck1R 10.3.6焦深136 SS- 10.4用波像差研究初级像差的几何形状137 7MfvU|D[d/ 10.4.1球差137 Vt>E\{@[t 10.4.2彗差137 #SOe&W5 10.4.3像散137 g9.hR8X 10.4.4场曲137 %M:"Ai5: 10.4.5畸变138 ? 'nMZ 10.5色差的波像差138 {[dqXG$v ` 10.5.1D-d方法计算波色差138 N~YeAe~+ 10.5.2用后一面半径消色差138 @n3PCH6:Ao 10.5.3波色差与塞德初级色差的关系139 B5S1F4 10.5.4近轴薄透镜的波色差139 U[u6UG 10.6在Zemax中查看波像差140 !Zx>)V6. ]5CFL$_Q{ 第11章Buchdahl公式142 YN3uhd[2 11.1Buchdahl塞德和数公式142 6<R
U~Gh 11.1.1阿贝不变量表示的塞德和数142 lnUy?0( 11.1.2Buchdahl的塞德和数143 `^x^=
og' 11.2结构像差系数145 =X):Zi 11.2.1薄透镜近似145 (C|%@6 1S 11.2.2结构像差系数的消像差条件148 I-I5^s 11.3小弥散斑150 fk_i~K 11.3.1小弥散斑位置150 c{0?gt. 11.3.2在Zemax中查看离焦152 ~<3yTl> yo=d"*E4^ 第12章像质评价Ⅰ154 %8/$CR 12.1像差容限154 O5w\oDhMb 12.1.1瑞利判据154 E&AR=yqk 12.1.2球差容限154 }M@ pdE 12.1.3望远和显微物镜的像差容限157 ?T&D@Ohsx 12.1.4望远和显微目镜的像差容限157 NgQl;$ 12.1.5照相物镜的像差容限157 /e,lD) 12.2光线扇形图158 ZBWe,Xvq 12.3点列图160 S3r\)5%; 12.4能量集中度163 qYs6PLC 12.5斯特列尔比164 g}7B0 yo 'lF|F+8 第13章像质评价Ⅱ167 1Ppzch7 13.1对比度167 rXMv&]Ag 13.2傅里叶变换168 - K{ID$!p 13.2.1傅里叶变换的定义168 b~p < 13.2.2卷积168 ( KrIMZ 13.2.3线性系统169 (`N/1}vk 13.2.4线性平移不变性169 DX|kO 13.3衍射理论170 uo^>95lkv 13.3.1基尔霍夫公式170 +}!eAMQ 13.3.2菲涅耳和夫琅禾费近似171 spf}{o 13.3.3透镜的相位变换172 e:]$UAzp 13.4点扩散函数173 &nss[w$%C 13.4.1点扩散函数计算公式173 A@4Cfb@ 13.4.2在Zemax中查看点扩散函数174 ??Lxb% 7R 13.5光学传递函数177 4#T'Fy]. 13.5.1调制传递函数177 "(5}=T@, 13.5.2一个计算实例178 7g$t$cZby, 13.5.3衍射受限的光学传递函数179 TFhj]r^{ 13.5.4在Zemax中使用MTF180 h0`)= BdTj0{S1u 第14章透镜的初级像差184 B sAglem 14.1初级像差系数184 N=kACEo 14.2单折射面的初级像差185 BBDOjhik 14.2.1球差185 n\ZFPXP 14.2.2彗差186 9D@Ez"xv 14.2.3像散187 9D
bp`%j 14.2.4场曲187 6 B
) 14.2.5畸变188 tP UQ"S 14.3球面反射镜的初级像差188 LTF%bAQ, 14.3.1球面反射镜188 }5gQZ'ys' 14.3.2平面反射镜189 cb+!H>+ 14.3.3非球面的初级像差189 $]vR ,E 14.4薄透镜的初级像差189 a36<S0R 14.5平行平板的初级像差190 _R]1J0 14.6场镜的像差192 r&qD | |