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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。 F)19cKx7 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。 QD1&"T<.d. #W8c)gkG9
[attachment=110014] {7v|\6@e3 第1章什么是光学设计2 rxZk!- t)L 1.1为什么需要光学设计2 FRQkD%k 1.1.1光学仪器小史2 QX_![|= 1.1.2光学系统4 6vzvH 1.1.3理想光学系统4 - 8jlh 1.1.4理想成像的违背5 WMFn#.aY5 1.1.5像质评价7 (X (:h\^ 1.2光学设计的流程9 Svs&?B\}{6 1.2.1设计前阶段9 `];ne]xM 1.2.2设计阶段10 R/2L9Lcv 1.2.3设计师需要参与的阶段13 $lJ!f TaKCN 第2章Zemax软件概述14 0|4R8Dh*- 2.1光学设计软件14 ]*0t?'go' 2.2在Zemax中输入数据16 R80|q#h,] 2.2.1Zemax软件的交互界面16 F'_z$,X6 2.2.2输入镜头数据18 NVDIuh 2.2.3设置孔径20 =Hj3o_g- 2.2.4设置视场22 EAF\7J* 2.2.5设置波长23 NCm=l 2.2.6设置玻璃24 4&6cDig7*2 2.3查看输入结果26 `2xt%kC 2.3.1镜头结构参数26 [yRqSB 2.3.22D/3D视图26 Aiqb*v$ 2.3.3查看一阶特性27 [ .3Gb}B 2.3.4分析输入结果27 &((04<@e IY?o \vC 第3章光路计算30 p%OVl[^jp 3.1符号规则30 E>"SC\#7 3.1.1线量的符号规则30 `"$9L[> 3.1.2角量的符号规则31 wOH 3[SKo 3.1.3反射处理32 TdoH((nY 3.2光路计算公式32 u R!'v 3.2.1非近轴光路计算公式32 ZV07;`I 3.2.2转面公式33 /4+*!X 3.3近轴光路计算公式33 m^^#3*qa 3.4计算实例34 q"LT 8nD\ 3.5光路计算的向量公式36 ,yi@?lc 3.5.1球面光路计算的向量公式37 UZgrSX { 3.5.2二次曲面光路计算的向量公式39 1+tPd7U 3.5.3光路计算的起始和终结公式41 /]nrxT hiWs:Yq 第4章光学材料45 UG<<.1JL 4.1无色光学玻璃45 t4-0mNBZt$ 4.1.1夫琅禾费波长45 :vC+}.{p 4.1.2无色光学玻璃的分类和牌号46 %\%&1 4.1.3玻璃折射率47 AUl[h&s 4.1.4色散48 \i)@"} 4.1.5无色光学玻璃的质量指标49 nYK!'x$ 4.1.6玻璃图51 ASNo6dP7 4.2光学塑料51 F<,"{L 4.2.1光学塑料简介51 &7c #i 4.2.2常用的光学塑料52 .O
PBET(gv 4.2.3在Zemax中使用光学塑料53 L_IvR 4:j~ 4.3特殊光学玻璃54 t1aKq)? 4.3.1有色光学玻璃54 fqol-{F.V 4.3.2低膨胀玻璃55 {_4zm& 4.3.3耐辐射玻璃55 TG.\C8;vFh 4.3.4耐潮湿和耐腐蚀玻璃55 0LP>3"Sm 4.4紫外光学玻璃56 o:Tpd 0F J!zL)u| 第5章特殊光学面形58
y $L&N0z 5.1非球面58 )/{~&LU 5.1.1形状因子58 {|Fn<&G 5.1.2矢高59 ^ =H 10A 5.1.3二次曲面59 0fR?zT? 5.1.4在Zemax中使用非球面60 `iwGPG! 5.1.5在Zemax中使用反射面62 ]Vf2Mn=]" 5.2梯度折射率面64 `P;uPQDzZ3 5.2.1梯度折射率简介64 ~@iYP/=/Q 5.2.2梯度折射率分类65 83{v_M 5.2.3在Zemax中使用梯度折射率面66 r / L 5.2.4梯度折射率面与非球面的等效70 &|Vzo@D(! g^:7mG6C 第6章光学系统中的光束限制72 7L!q{%} 6.1光阑分类72 hHsO?([99 6.1.1孔径光阑72 (m=F 6.1.2视场光阑73 mzTM&@ 6.1.3渐晕光阑73 0&2&F=fOa< 6.1.4消杂光光阑74 mmEe@-lE 6.2主光线和边缘光线74 /6p7k 6.3相对孔径与F数75 )"^ )Nk 6.4拉格朗日不变量75 'S;l" 6.5远心光路77 V j_z"t7q 6.5.1物方远心光路77 B{Lcx ~ 6.5.2像方远心光路78 2iWxx:e 6.6在Zemax中移动光阑78 A#w*r-P ,j\UZ 第7章塞德像差理论Ⅰ83 Y!CGuLHL`[ 7.1球差83 n UD;y}}n 7.1.1球差的定义83 |B@\Nf7 7.1.2球差的计算公式84 +*$@ K'VL 7.2轴外初级单色像差85 {`[u XH?3d 7.2.1空间坐标系的建立85 &$_#{?dPt 7.2.2Petzval场曲86 T@DT|lTI 7.2.3轴向像差87 ldWr- 7.2.4横向像差89 c(!{_+q" 7.2.5旋转对称系统89 @!Q\|
< 7.2.6初级单色像差的塞德和数90 M'ZA(LVp 7.3彗差90 5> =Ia@I
7.3.1子午面和弧矢面90 x^6sjfAW 7.3.2子午面和弧矢面像差91 VXu1Y xY 7.3.3彗差定义92 _gP-$&JC 7.3.4正弦差93 BO-=X
78f@ 7.4场曲和像散93 hjY)W; 7.4.1子午场曲和弧矢场曲93 :8Jn?E (36 7.4.2像散94 sVT\e*4m} 7.4.3Petzval场曲94 GAcU8MD 7.5畸变94 8E\6RjM 7.6PW形式的塞德和数95 $5#+;A'Q+ 7.7在Zemax中查看塞德像差系数97 <*74t%AJ% KN zm)O 第8章塞德像差理论Ⅱ100 P/hIJV[ 8.1初级色差100 G+f@m, 8.1.1轴向色差100 u6u1> 8.1.2垂轴色差102 ,;-55|o\V 8.1.3在Zemax中查看初级色差数据103 k/}E(_e 8.2Zemax中横向像差与轴向像差105 ]!04L}hy|P 8.3像差的级数展开与像差平衡107 <Q?X'. 8.4像差曲线113 CZ_ (IT7 bZ*J]1y(. 第9章优化函数116 1t7S:IZ 9.1求解116 Z3
$3zyi 9.1.1曲率求解116 A!j6JY.w 9.1.2厚度求解118 ,Q8)r0 c 9.2环和臂119 or1D
6*' 9.3构建优化函数121 gsp|?)]x 9.4Zemax中常用优化函数122 2kU=9W6ND 9.5设计实例124 ^3
'7 `?R~iLIAq 第10章波像差129 !|gln)|A 10.1波前129 'X(G><R9 10.2费马原理131 @9<MW 10.3波像差公式131 VXtW{*{" 10.3.1轴上点波像差与球差的关系131 |0$wRl+kN 10.3.2波像差与塞德像差的关系132 AHre#$`97 10.3.3波像差普遍式133
tMWsgK.B 10.3.4波像差的极坐标形式134 (lY<\l 10.3.5波像差与塞德像差换算公式134 [#emm1k 10.3.6焦深136
L5tSS= 10.4用波像差研究初级像差的几何形状137 o {bwWk7v6 10.4.1球差137 %XieKL 10.4.2彗差137 XVKR}I 10.4.3像散137 @<
@\CiM 10.4.4场曲137 OJ:iQ 10.4.5畸变138 wLf=a^c# 10.5色差的波像差138 k6vY/)-S 10.5.1D-d方法计算波色差138 #{8n<sE 10.5.2用后一面半径消色差138 Z
^tF 10.5.3波色差与塞德初级色差的关系139 ^gpswhp
5 10.5.4近轴薄透镜的波色差139 w1+xlM,,9 10.6在Zemax中查看波像差140 "`AIU}[_I F(i@Gm=J] 第11章Buchdahl公式142 GX+o A] 11.1Buchdahl塞德和数公式142 vNJ!d 11.1.1阿贝不变量表示的塞德和数142 ie!ik 11.1.2Buchdahl的塞德和数143 |-c)OS3#D 11.2结构像差系数145 Gdd lB2L)x 11.2.1薄透镜近似145 dfBTx6/F 11.2.2结构像差系数的消像差条件148 'bpx 11.3小弥散斑150 wtDy-H n 11.3.1小弥散斑位置150 {Y! -]_5 11.3.2在Zemax中查看离焦152 PKhH0O\_U e!67Na0X( 第12章像质评价Ⅰ154 eVZ/3o 12.1像差容限154 TrHz(no 12.1.1瑞利判据154 :N<ZO`l? 12.1.2球差容限154 i(XcNnn6 12.1.3望远和显微物镜的像差容限157 %hzl3>(). 12.1.4望远和显微目镜的像差容限157 ]$'w8<D>t, 12.1.5照相物镜的像差容限157 A7!=`yA$ 12.2光线扇形图158 n)(E 0h 12.3点列图160 `)[bu 12.4能量集中度163 mRT`'fxK 12.5斯特列尔比164 (0Xgv3wd {U&*8Q(/ 第13章像质评价Ⅱ167 |7V:~MTkk& 13.1对比度167 $ 4\,a^ 13.2傅里叶变换168 'mz
_JM 13.2.1傅里叶变换的定义168 VQ/<MY C 13.2.2卷积168
p2;-*D 13.2.3线性系统169 T=|oZ 13.2.4线性平移不变性169 :66xrw 13.3衍射理论170 1)8;9
Ba: 13.3.1基尔霍夫公式170 gu[3L 13.3.2菲涅耳和夫琅禾费近似171 & | |