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2022-05-10 17:14 |
基于Zemax的应用光学教程(施跃春、陈家璧)
本书将应用光学基础理论知识与Zemax光学设计相结合。每章首先介绍理论知识,然后落实到Zemax的设计方法上进行光学设计锻炼。本书包含了几何光学成像基本概念、共轴球面系统、理想光学系统、平面系统、光阑、光度学、像差及望远镜等典型成像系统,也涉及Zemax的基本操作、优化设计等概念。在第9章给出了5个详细的Zemax设计案例,包含光纤耦合、透镜整形与耦合、基于棱镜的光环形器、三片式成像系统及苹果手机镜头光学系统分析。 2{ hG",JL MzW!iG 目录 nwDW<J{f|U 第1章 几何光学基本定律与成像基本概念 1 zs-,Y@ZL 1.1 几何光学的基本概念 1 z.t,qi$;{U 1.1.1 几何光学中的光源与光束 1 Z 2uU'T 1.1.2 几何光学的基本定律 2 x;7p75Wm 1.1.3 费马原理 4 p|r>tBv?x 1.2 光学系统及成像的基本概念 7 JS >"j d# 1.3 Zemax的界面简介与光学建模方式 9 _=qk.| p/ 1.3.1 Zemax的界面简介 9 (/P-9<"U 1.3.2 Zemax光学建模与基本计算流程 11 gF M~M( 思考题 12 O4W2X@ 计算与证明题 12 H[/^&1P 第2章 共轴球面系统的成像理论 13 9\r5&#<(I 2.1 几何光学中的符号规则 13 /5XdZu6k`h 2.1.1 线段 14 NA$ODK- 2.1.2 角度 14 taSYR$VJ 2.1.3 符号规则的意义 15 w 3L+7V,! 2.1.4 符号的标注 15 k~1{|HxrE 2.2 单折射球面成像 15 y$|OE%S 2.2.1 实际光线单折射球面的光路计算 15 m`,h nDp 2.2.2 近轴区域单折射球面光路计算 18 wD<W'K 2.2.3 近轴区域单折射球面成像规律 19 ;p(Doy)i 2.2.4 细光束大视场入射情况与场曲 23 zL+M-2hV 2.3 共轴球面系统成像 25 *^%ohCUi 2.3.1 共轴球面系统近轴区域的转面过渡公式 26 !`dn# j 2.3.2 共轴球面系统近轴像面位置计算 27 *pGbcBQ 2.4 单个反射球面的成像 29 J\ ? 2.5 Zemax中的像差评价与镜面参数设置 31 B{Lzgw u; 2.5.1 Spot Diagram与Ray Aberration简介 31 p#dYNed]' 2.5.2 纯离焦 35 XCO;t_% 2.5.3 纯球差 37 VC NQ}h[D 2.5.4 球差和离焦 39 74~%4 2.5.5 自动优化设计概念初步 40 LkJ-M=y 思考题 43 wIQt
f|ZI> 计算与证明题 43 eKqo6P:#f 第3章 理想光学系统 45 {,o 0N\( 3.1 理想光学系统的基本理论 45 O/f+B}W 3.2 理想光学系统的基点、基面 46 4p(\2?B%f 3.2.1 焦点、焦面与焦距 47 UZW)% 3.2.2 主面与主点 48 X
gA(
D 3.2.3 节点 49 SDW!9jm>R 3.3 理想光学系统的物像解析关系 49 Z
uO
7N 3.3.1 物像位置计算 49 j{NcDepLn 3.3.2 放大率及相互关系 51 yKOC1( ~ 3.4 理想光学系统的图解法 54 ;[j)g,7{ 3.5 理想光学系统的组合 58 k Rp$[^ma 3.5.1 双光组光学系统 59 Al}%r85 3.5.2 多光组光学系统正切计算法 61 zAd%dbU| 3.6 透镜 63 0qo:M3 3.6.1 单折射球面的基点、基面与焦距 63 RMxFo\TK; 3.6.2 透镜的基点与焦距 64 -IG@v0_w 3.6.3 薄透镜与薄透镜组 70 +@yTcz 3.7 单透镜与双透镜的Zemax设计实例 72 <SNu`,/I 3.7.1 单透镜Zemax设计实例 72 D3;#: 3.7.2 双胶合透镜Zemax设计实例 77 kCU(Hi`Q 计算题 81 $+[
v17lF 第4章 平面系统 84 p+1kU1F0 4.1 平面折射与平行平板玻璃成像性质 84 .|3&lb6 4.1.1 平行平板的成像性质 84 HY7#z2L 4.1.2 平行平板的等效空气层的概念 86 ^/$bd4,z 4.2 平面反射镜 88 q{+Pf/M5 4.2.1 平面反射镜的成像特性 89 QpMi+q
Y 4.2.2 平面反射镜的旋转效应 90 eq$.np 4.2.3 两面角镜的成像特性 91 .d%CD`8! 4.3 反射棱镜 92 i~EFRI@ 4.3.1 反射棱镜的基本概念 92 Gmh6|Dsg 4.3.2 反射棱镜系统的物像坐标变换规律 94 `KmM*_a 4.3.3 反射棱镜的展开与结构尺寸计算 95 m3 W 4.4 折射棱镜和楔镜 99
GA"zO, 4.4.1 折射棱镜 99 \zyvu7YA 4.4.2 楔镜 100 j.7BoV 4.5 Zemax中的坐标断点 102
i}r|Zo 4.5.1 Zemax中的坐标系 102 5TS&NefM 4.5.2 坐标变换 103 L+2<J,
4.5.3 Zemax中的坐标断点设置 104 y^hCO:`l3 4.6 光学系统中具有反射镜或者平行平板的Zemax仿真分析 106 #Q61c 4.7 具有反射镜的光学系统Zemax设计方法实例——牛顿望远镜 109 5Z*6,P0 4.8 具有阿米西(Amici)屋脊棱镜与五棱镜组合的光学系统Zemax设计实例 112 c^EU&q{4 思考题 115 4,qhWe`/ 计算题 116 ppK`7J>Z 第5章 光学系统的光束限制 118 9._owKj 5.1 光学系统中的孔径光阑、入射光瞳与出射光瞳 118 vAjvW&'g 5.1.1 孔径光阑的判断 119 ,FDRU 5.1.2 入射光瞳与出射光瞳 121 q2~@z-q)b 5.2 视场光阑、窗与渐晕 124 R&]#@PW^ 5.2.1 视场光阑 124 m>ApN@n 5.2.2 入射窗与出射窗 125 @pO2A6Ks 5.2.3 渐晕 126 ^K'@W 5.3 光学系统的景深 131 E8]kd 5.4 Zemax中光束限制的设计方法——单透镜光束限制的设计与分析 135 8zzY;3^h; 5.5 Zemax中渐晕的设计方法 140 b]k9c1x 5.6 Zemax的多重结构设计——反射式扫描系统设计 146 VQwF9Iq]` 计算题 149 R-J^%4U`7 第6章 光度学基础 151 |!E: [UH 6.1 光能和光度学的基本概念 151 r: M>/Z/ 6.1.1 立体角的概念 151 fuF!3Q 6.1.2 辐射通量、光谱光视效率与光通量 153 kBg8:bo~ 6.1.3 光亮度、发光强度、光出射度和光照度 155 0Tq=nYZA 6.1.4 光学系统中光亮度和光通量的传递 159 P:&X1MC 6.2 光学系统中的光能损失分析与计算 161 p;n"zr8U 6.2.1 光学系统中的光能损失分析 162 FDCc?>,o 6.2.2 光学系统的透过率计算 164 L(+I 6.3 Zemax中相对照度、镀膜简介及序列/非序列混合模型与照明设计实例 164 H?_>wQj& 6.3.1 相对照度 164 < wi9
6.3.2 镀膜 165 M)1Y7?r] 6.3.3 利用序列与非序列混合模型设计一个LED(点光源)的照明系统 167 a|eHo%Qt 计算题 173 ]I'dnd3e 第7章 像差理论 174 Cd2A&RB 7.1 单色像差 174 \45F;f_r6 7.1.1 轴上点与轴外点像差 174 f@Yo]F U 7.1.2 正弦差与彗差 177 M`)/^S9 7.1.3 像散 180 ,=V9? 7.1.4 场曲 181 W.CbNou 7.1.5 畸变 183 AX;!-|bW 7.2 色差 184 D$Eq~VQ 7.2.1 位置色差 184 xM)6'= x6 7.2.2 放大率色差 184 W`v$-o- 7.3 Zemax中的像差模拟与分析 185 LY;FjbyU 7.3.1 球差 185 zd|n!3; 7.3.2 彗差 187 0TWd.+ 7.3.3 像散 189 `br$kB 7.3.4 场曲 189 yQ0:M/r;0 7.3.5 畸变 191 $Da?)Hz'F 7.3.6 色差 192 *}) W> 第8章 实际光学系统 196 <.".,Na(J0 8.1 人眼光学系统与视光学 196 .F},Z[a& 8.1.1 人眼的构造 196 49.B!DqQW& 8.1.2 人眼的主要特性 197 LyH1tF 8.1.3 双眼立体视觉 201 Jb*E6-9G 8.2 放大镜 202 +\]Gu(z< 8.2.1 目视光学仪器的工作原理 203 2F
:8=_sA 8.2.2 放大镜的视觉放大率 203 vb6kr?-i* 8.2.3 放大镜光束限制 204 Y'C1L4d 8.3 望远镜 205 >#VNA^+t 8.3.1 望远镜的历史发展背景 205 m~0Kos%^*b 8.3.2 望远镜的基本类型与工作原理 206 7-gT: 8.3.3 望远镜的技术指标 207 slzB# 8.4 显微镜 209 R,ZG?/#uM9 8.4.1 显微镜的历史发展背景 209
T~L&c 8.4.2 显微镜的基本工作原理与技术指标 210 6n^@Ps 8.4.3 显微镜的光束限制 211 N "}N>xe2 8.4.4 显微镜的分辨力与有效放大率 212 A `{hKS 8.5 照相机与投影仪 216 )2a)$qx; 8.5.1 照相机的历史发展背景 216 $*|M+ofQ 8.5.2 照相机的基本工作原理与性能参数 216 BP}@E$ 8.5.3 投影仪的历史发展背景 220 tI)|y?q 8.5.4 投影仪的基本工作原理与性能参数 220 gxx#<=` 8.6 光学成像系统的像质评价简介 222 5th?m> 8.7 光学传递函数、人眼模型和虚拟现实应用 223 ``%yVVg}
8.7.1 光学传递函数像质评价基本概念 223 dIfy!B" 8.7.2 人眼的Zemax模型和在虚拟现实(VR)中的应用 225 ,u>[cRqw 思考题 230 eR0$CTSw 计算题 231 $<yhEvv 第9章 Zemax中的优化、公差与若干设计案例 233 PV:J>!] 9.1 Zemax优化方法简介 233 Z&O6<=bg! 9.1.1 优化方法概述 233 Lw2VdFi>E& 9.1.2 光学系统数学建模 234 3)yL#hXg) 9.1.3 Zemax中评价函数的定义 236 Re&"Q8I.8 9.1.4 Zemax操作符的定义 237 gB~^dv { 9.1.5 默认评价函数 238 Evd|_ W- 9.2 Zemax公差分析简介 239 (zh[1[a 9.3 若干光学系统设计实例 242 HItNd 9.3.1 优化设计双透镜光纤对接耦合系统 243 bF6J>&]! 9.3.2 优化非球面镜实现半导体激光器与单模光纤的高效耦合 255 f}J(nz>Sh 9.3.3 基于偏振元件的光环形器设计 264 A;
wT`c 9.3.4 库克三片式成像镜头设计 272 sM+~x<}0 9.3.5 苹果手机镜头剖析 279 '%82pZ,? 思考与练习题 292 K_@?Q@#YhR 参考文献 294 @$~IPg[J K|YB)y [attachment=112384] JQ6M,O Z"RgqNf 作者:施跃春,陈家璧 编 `CI_zc=jx R<U]"4CBx 定 价:56 0EF~Ouef g/fpXO\ 出 版 社:电子工业出版社 8xg^="OJ Qn,6s%n
出版日期:2022年03月01日 9!
/kyyU M(zZ8# 页 数:308 9h?'zyX
B S>r",S 装 帧:平装 |-G2 pu; QeG9CS)E}j ISBN:9787121430510 J|].h W"^ =RY
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