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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。 7N6zqjIB %UBPoq 目录 Zikm?(J 第1章 几何光学基本定律与成像基本概念 1 61kO1,Uz* 1.1 几何光学的基本概念 1 ?;fv!'?% 1.1.1 几何光学中的光源与光束 1 aoK4Du{ 1.1.2 几何光学的基本定律 2 pLPd[a 1.1.3 费马原理 4 kR_E6Fl 1.2 光学系统及成像的基本概念 7 &*jixqzvn 1.3 Zemax的界面简介与光学建模方式 9 y+= \z*9
1.3.1 Zemax的界面简介 9 ]a=l^Pc(xN 1.3.2 Zemax光学建模与基本计算流程 11 Rd0?zEKV 思考题 12 t:disL&!E 计算与证明题 12 9T/<x-FD 第2章 共轴球面系统的成像理论 13 `!_? uT 2.1 几何光学中的符号规则 13 eiOi3q 2.1.1 线段 14 f!(cD80 2.1.2 角度 14 0$!.c~ 2.1.3 符号规则的意义 15 TZkTz
P[ 2.1.4 符号的标注 15 h ;jsH! 2.2 单折射球面成像 15 /%;/pi 2.2.1 实际光线单折射球面的光路计算 15 H&9wSG` 2.2.2 近轴区域单折射球面光路计算 18 |]I#CdO 2.2.3 近轴区域单折射球面成像规律 19 ^T=5zqRD 2.2.4 细光束大视场入射情况与场曲 23 Y[T J;O!R 2.3 共轴球面系统成像 25 fq{I$syY 2.3.1 共轴球面系统近轴区域的转面过渡公式 26 Z"+(LO! 2.3.2 共轴球面系统近轴像面位置计算 27 pc^E'h: 2.4 单个反射球面的成像 29 JLt{f=`%F 2.5 Zemax中的像差评价与镜面参数设置 31 aQC7 V !v 2.5.1 Spot Diagram与Ray Aberration简介 31 %N!h38N2 2.5.2 纯离焦 35 Q:rT 9&G 2.5.3 纯球差 37 /oB K&r[( 2.5.4 球差和离焦 39 f7K8m| 2.5.5 自动优化设计概念初步 40 \A~4\um 思考题 43 ;wfH^2HxE) 计算与证明题 43 XNy:0C 第3章 理想光学系统 45 g}^4^88=a 3.1 理想光学系统的基本理论 45 x>'?IJZ 3.2 理想光学系统的基点、基面 46 S".owe$\ 3.2.1 焦点、焦面与焦距 47 )_WH#-} 3.2.2 主面与主点 48 Sv~PXi^`H 3.2.3 节点 49 ">03~:oA 3.3 理想光学系统的物像解析关系 49 U. NeK{ 3.3.1 物像位置计算 49 aIY$5^x 3.3.2 放大率及相互关系 51 ;H`=):U 3.4 理想光学系统的图解法 54 u)wu=z8 3.5 理想光学系统的组合 58 !Mm+bWn=mB 3.5.1 双光组光学系统 59 tPQ2kEW 3.5.2 多光组光学系统正切计算法 61 N.kuE=X 3.6 透镜 63 Z8N@e<!*~8 3.6.1 单折射球面的基点、基面与焦距 63 }x>}:"P;W 3.6.2 透镜的基点与焦距 64 Ey
0>L 3.6.3 薄透镜与薄透镜组 70 MAl{66 3.7 单透镜与双透镜的Zemax设计实例 72 hrUm}@d 3.7.1 单透镜Zemax设计实例 72 eYPt 3.7.2 双胶合透镜Zemax设计实例 77 K#%O3RRs 计算题 81 `@W3sW/^ 第4章 平面系统 84 \>&@lA 4.1 平面折射与平行平板玻璃成像性质 84 Mp}!+K 4.1.1 平行平板的成像性质 84 H!Fr("6} 4.1.2 平行平板的等效空气层的概念 86 EY=\C$3J: 4.2 平面反射镜 88 sqgD?:@J 4.2.1 平面反射镜的成像特性 89 9CgXc5 4.2.2 平面反射镜的旋转效应 90 PTfN+ 4.2.3 两面角镜的成像特性 91 yL^M~lws 4.3 反射棱镜 92 o;Hd W 4.3.1 反射棱镜的基本概念 92 7R%
PVgS4x 4.3.2 反射棱镜系统的物像坐标变换规律 94 f]O5V$!RuE 4.3.3 反射棱镜的展开与结构尺寸计算 95 gwZ+GA 4.4 折射棱镜和楔镜 99 h Kp,4D>2_ 4.4.1 折射棱镜 99 A?%XO
% 4.4.2 楔镜 100 E`
:ZH 4.5 Zemax中的坐标断点 102 3Y.d&Nz 4.5.1 Zemax中的坐标系 102 'US8"83 4.5.2 坐标变换 103 Qr^Z~$i t 4.5.3 Zemax中的坐标断点设置 104 Iqe=#hUFe! 4.6 光学系统中具有反射镜或者平行平板的Zemax仿真分析 106 VuYWb)@ 4.7 具有反射镜的光学系统Zemax设计方法实例——牛顿望远镜 109 OgzGkc@A 4.8 具有阿米西(Amici)屋脊棱镜与五棱镜组合的光学系统Zemax设计实例 112 U~JG1#z6 思考题 115 P"[ifsp 计算题 116 3"2<T^H] 第5章 光学系统的光束限制 118 I\F=s-VVY 5.1 光学系统中的孔径光阑、入射光瞳与出射光瞳 118 R(n0!h4 5.1.1 孔径光阑的判断 119 v ](G?L9b 5.1.2 入射光瞳与出射光瞳 121 %BT)oH} 5.2 视场光阑、窗与渐晕 124 giA~+m~fN 5.2.1 视场光阑 124 Cv?<}q 5.2.2 入射窗与出射窗 125 g(z#h$@S 5.2.3 渐晕 126 ;'Z,[ a 5.3 光学系统的景深 131 Z]1z*dv 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 GSUOMy[M- 5.5 Zemax中渐晕的设计方法 140 VLwJ6?.f' 5.6 Zemax的多重结构设计——反射式扫描系统设计 146 GT1 X 计算题 149 .yHHogbt 第6章 光度学基础 151 t6H2tP\AS 6.1 光能和光度学的基本概念 151 7oqn;6<[>, 6.1.1 立体角的概念 151 sbq44L) 6.1.2 辐射通量、光谱光视效率与光通量 153 z?IY3]v*z< 6.1.3 光亮度、发光强度、光出射度和光照度 155 }hObtAS 6.1.4 光学系统中光亮度和光通量的传递 159 gzJ{Gau{) 6.2 光学系统中的光能损失分析与计算 161 JXZ:Wg 6.2.1 光学系统中的光能损失分析 162 #7cf 8y 6.2.2 光学系统的透过率计算 164 4,R\3`b 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 :Z7"c`6L!~ 6.3.1 相对照度 164 A<*tn?M] 6.3.2 镀膜 165 @zVBn~=i 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 0
6G[^ 计算题 173 iu:p&h 第7章 像差理论 174 ^QHMN 7r/ 7.1 单色像差 174 h>`'\qy 7.1.1 轴上点与轴外点像差 174 7p"~:1hU 7.1.2 正弦差与彗差 177 !A ydhe
7.1.3 像散 180 +'YSpJ 7.1.4 场曲 181 <}x|@u 7.1.5 畸变 183 ,:Rq 7.2 色差 184 Y;I(6`,Y 7.2.1 位置色差 184 O}\"$n> 7.2.2 放大率色差 184 Z:o'
+oh 7.3 Zemax中的像差模拟与分析 185 %]= 'Uv^x 7.3.1 球差 185 VHXR)} 7.3.2 彗差 187 +XaO?F[c 7.3.3 像散 189 q5K/+N^2? 7.3.4 场曲 189 [7Kj$PB3 7.3.5 畸变 191 (/rIodHJO 7.3.6 色差 192 ~)\1g0 第8章 实际光学系统 196 e[VJ0 A= 8.1 人眼光学系统与视光学 196 :O@,Z_" 8.1.1 人眼的构造 196 ;r@R (Squ 8.1.2 人眼的主要特性 197 JXa%TpI:
E 8.1.3 双眼立体视觉 201 BX)cV 8.2 放大镜 202 `'k's]Y 8.2.1 目视光学仪器的工作原理 203 iTBhLg, 8.2.2 放大镜的视觉放大率 203 G4`sRaT. 8.2.3 放大镜光束限制 204 YaE['a 8.3 望远镜 205 J Wyoh| 8.3.1 望远镜的历史发展背景 205 .qU%SmQ^ 8.3.2 望远镜的基本类型与工作原理 206 gQzJ2LU( 8.3.3 望远镜的技术指标 207 T;pn - 8.4 显微镜 209 cE8 _keR~ 8.4.1 显微镜的历史发展背景 209 (k HQKQmq 8.4.2 显微镜的基本工作原理与技术指标 210 tZ{q\+h 8.4.3 显微镜的光束限制 211 PFn[[~5V 8.4.4 显微镜的分辨力与有效放大率 212 }Us$y0W\ 8.5 照相机与投影仪 216 5t1DB'K9$_ 8.5.1 照相机的历史发展背景 216 y7L4jO9h 8.5.2 照相机的基本工作原理与性能参数 216 u C8T!z 8.5.3 投影仪的历史发展背景 220 e^fKatI1 8.5.4 投影仪的基本工作原理与性能参数 220 ST[1'T+L 8.6 光学成像系统的像质评价简介 222 D@vvy6>~s 8.7 光学传递函数、人眼模型和虚拟现实应用 223 R"kE5: 8.7.1 光学传递函数像质评价基本概念 223 vYm&AD 8.7.2 人眼的Zemax模型和在虚拟现实(VR)中的应用 225 ((IBaEq 思考题 230 z{M,2 计算题 231 PHL@1K{) 第9章 Zemax中的优化、公差与若干设计案例 233 1R~WY'Ed 9.1 Zemax优化方法简介 233 +Q#Qu0_
9.1.1 优化方法概述 233 F>-@LOqHy 9.1.2 光学系统数学建模 234 ,ce^"yG 9.1.3 Zemax中评价函数的定义 236 s/&]gj" 9.1.4 Zemax操作符的定义 237 xwp?2,< 9.1.5 默认评价函数 238 xr-`i 9.2 Zemax公差分析简介 239 %_=R&m'n` 9.3 若干光学系统设计实例 242 ^E?V+3mV 9.3.1 优化设计双透镜光纤对接耦合系统 243 %IXW|mi 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 V4i%|vV 9.3.3 基于偏振元件的光环形器设计 264 {EHG | 9.3.4 库克三片式成像镜头设计 272 HnY"6gTNK 9.3.5 苹果手机镜头剖析 279 Gbm_xEPC 思考与练习题 292 _!p$47 参考文献 294 M4PUJZ] 2}C>{*}yQ [attachment=112384] ->9xw Qi]Z)v{^ 作者:施跃春,陈家璧 编 L;t~rW!1 T FA 定 价:56 X35U!1Y\ %~(i[Ur; 出 版 社:电子工业出版社 {hP&P )P+GklI{4 出版日期:2022年03月01日 *pUV-^uo +((31l 页 数:308 \ OINzfbr (SVr>|Db 装 帧:平装 ~"0X,APR5 =0yJ2[R7Do ISBN:9787121430510 yC*B OJS w:+#,,rwzV
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