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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。 +rA#]#hN >;R`Q9s7 目录 NZa 7[}H 第1章 几何光学基本定律与成像基本概念 1 Di27=_J 1.1 几何光学的基本概念 1 Q672iR\#) 1.1.1 几何光学中的光源与光束 1 j@^zK!mO 1.1.2 几何光学的基本定律 2 i+_=7(e 1.1.3 费马原理 4 /#SfgcDt 1.2 光学系统及成像的基本概念 7 UNwjx7usD 1.3 Zemax的界面简介与光学建模方式 9 7U1M;@y 1.3.1 Zemax的界面简介 9 f~PS'I_r 1.3.2 Zemax光学建模与基本计算流程 11 4nP4F+ 思考题 12 9nY|S{L 计算与证明题 12 mqHH1} 第2章 共轴球面系统的成像理论 13 jDTG15_= 2.1 几何光学中的符号规则 13 9<toDg_ 2.1.1 线段 14 cWZ uph\ 2.1.2 角度 14 &4sz:y4T> 2.1.3 符号规则的意义 15 }{j@q~w>$ 2.1.4 符号的标注 15 n4M
Xa()P1 2.2 单折射球面成像 15 KdYR?rY 2.2.1 实际光线单折射球面的光路计算 15 oXqJypR 2 2.2.2 近轴区域单折射球面光路计算 18 = Ul"{T< 2.2.3 近轴区域单折射球面成像规律 19 =$^90Q,Z; 2.2.4 细光束大视场入射情况与场曲 23 (*=>YE'V{ 2.3 共轴球面系统成像 25 WagL8BpLx 2.3.1 共轴球面系统近轴区域的转面过渡公式 26
!bCL/[ 2.3.2 共轴球面系统近轴像面位置计算 27 Yy 0" G 2.4 单个反射球面的成像 29 a^|9rho< 2.5 Zemax中的像差评价与镜面参数设置 31 4c{j9mh 2.5.1 Spot Diagram与Ray Aberration简介 31 {r$Ewc$Yb7 2.5.2 纯离焦 35 [tJn!cMs 2.5.3 纯球差 37 ]\A=[T^ 2.5.4 球差和离焦 39 !OQ5AF$
2.5.5 自动优化设计概念初步 40 rNo/H<J%+j 思考题 43 .9=4Af 计算与证明题 43 ~x/ka43 第3章 理想光学系统 45 =M4:nt 3.1 理想光学系统的基本理论 45 hcRe,}wJ 3.2 理想光学系统的基点、基面 46 }uC]o@/ 3.2.1 焦点、焦面与焦距 47 XNfl 3.2.2 主面与主点 48 r-xP6 3.2.3 节点 49 @mxaZ5Vv} 3.3 理想光学系统的物像解析关系 49 :[(%4se 3.3.1 物像位置计算 49 v<g~EjzCf 3.3.2 放大率及相互关系 51 4e
eh+T 3.4 理想光学系统的图解法 54 M|h B[ 3.5 理想光学系统的组合 58 7B\NP`l 3.5.1 双光组光学系统 59 !9YCuHj!p 3.5.2 多光组光学系统正切计算法 61 &0y`Gt 3.6 透镜 63 +
jeOZ 3.6.1 单折射球面的基点、基面与焦距 63 P(2OTfGGx 3.6.2 透镜的基点与焦距 64 R"JXWw 3.6.3 薄透镜与薄透镜组 70 4k3pm& 3.7 单透镜与双透镜的Zemax设计实例 72 Qc?W;Q+ 3.7.1 单透镜Zemax设计实例 72 mI DVN 3.7.2 双胶合透镜Zemax设计实例 77 @R%qP>_ 计算题 81 z,E`+a; 第4章 平面系统 84 9kF0H
a}J 4.1 平面折射与平行平板玻璃成像性质 84 hDSf>X_*_G 4.1.1 平行平板的成像性质 84 L[D+= 4.1.2 平行平板的等效空气层的概念 86 chUYLX}45 4.2 平面反射镜 88 ::#[lw 4.2.1 平面反射镜的成像特性 89 r,Xyb` 4.2.2 平面反射镜的旋转效应 90 Ug546Bz 4.2.3 两面角镜的成像特性 91 $57Q
g1v 4.3 反射棱镜 92 SJh~4R\ 4.3.1 反射棱镜的基本概念 92 k[D,du') 4.3.2 反射棱镜系统的物像坐标变换规律 94 ,.V<rDwN& 4.3.3 反射棱镜的展开与结构尺寸计算 95 3<M yb 4.4 折射棱镜和楔镜 99 Zr2T^p5u 4.4.1 折射棱镜 99 Nb
!i_@m%s 4.4.2 楔镜 100 :7"Q 4.5 Zemax中的坐标断点 102 Ly^bP>2i 4.5.1 Zemax中的坐标系 102 KN657 |f 4.5.2 坐标变换 103 *P7/ry^<F 4.5.3 Zemax中的坐标断点设置 104 F@q9UlfB- 4.6 光学系统中具有反射镜或者平行平板的Zemax仿真分析 106 }i^|.VZZ 4.7 具有反射镜的光学系统Zemax设计方法实例——牛顿望远镜 109 Kx)PK 4.8 具有阿米西(Amici)屋脊棱镜与五棱镜组合的光学系统Zemax设计实例 112 B|"i`{> 思考题 115 uI?Z_ 计算题 116 f R@Cg
sw 第5章 光学系统的光束限制 118 ,vf#e=Z 5.1 光学系统中的孔径光阑、入射光瞳与出射光瞳 118 b=2:\F 5.1.1 孔径光阑的判断 119 >2pxl(i 5.1.2 入射光瞳与出射光瞳 121 uHZ4
@w: 5.2 视场光阑、窗与渐晕 124 #>)z}a] 5.2.1 视场光阑 124 D QxuV1 5.2.2 入射窗与出射窗 125 M@h"FuX: 5.2.3 渐晕 126 2#^g] o-N 5.3 光学系统的景深 131 ]*mUc` 5.4 Zemax中光束限制的设计方法——单透镜光束限制的设计与分析 135 EKF4] 5.5 Zemax中渐晕的设计方法 140 ~D|,$E tX4 5.6 Zemax的多重结构设计——反射式扫描系统设计 146 OOXSJE1 计算题 149 lGR0-Gh2 第6章 光度学基础 151 R59iuHQ[ 6.1 光能和光度学的基本概念 151 F$
G)vskd 6.1.1 立体角的概念 151 i?(cp["7 6.1.2 辐射通量、光谱光视效率与光通量 153 5j ]!r 6.1.3 光亮度、发光强度、光出射度和光照度 155 3fQ`}OcNr 6.1.4 光学系统中光亮度和光通量的传递 159 vw3[(_MV3_ 6.2 光学系统中的光能损失分析与计算 161 YQHpW>z 6.2.1 光学系统中的光能损失分析 162 ^Ld5< 6.2.2 光学系统的透过率计算 164 _^(1Qb[ 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 `f&::>5tD 6.3.1 相对照度 164 9,_~qWw 6.3.2 镀膜 165 ]*k ~jY, 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 D>W&#A8&y 计算题 173 "PRHQW 第7章 像差理论 174 o jxK8_kl 7.1 单色像差 174 Hqs-q4G$ 7.1.1 轴上点与轴外点像差 174 F5cNF5 7.1.2 正弦差与彗差 177 !<~.>5UQ 7.1.3 像散 180 >M{98NH 7.1.4 场曲 181 !xR9I0V5 7.1.5 畸变 183 `|AH3v1 7.2 色差 184 N]/cBGy 7.2.1 位置色差 184 gvWgw7z 7.2.2 放大率色差 184 5&EBUl} 7.3 Zemax中的像差模拟与分析 185 Ekq( 7.3.1 球差 185 L7(FDv,? 7.3.2 彗差 187 8VQ!&^9!U# 7.3.3 像散 189 >Q@y8*E\F 7.3.4 场曲 189 1I69O6" 7.3.5 畸变 191 LB]3-FsU+ 7.3.6 色差 192 K{DmMi];I 第8章 实际光学系统 196 }ixCbuD 8.1 人眼光学系统与视光学 196 }UGSE2^1 8.1.1 人眼的构造 196 #V/{DPz 8.1.2 人眼的主要特性 197 viYrPhH+z 8.1.3 双眼立体视觉 201
*?1\S^7R 8.2 放大镜 202 oVHe<zE. 8.2.1 目视光学仪器的工作原理 203
ZLKbF9lo 8.2.2 放大镜的视觉放大率 203 DN=W2MEfc 8.2.3 放大镜光束限制 204 G?,3Zn0 8.3 望远镜 205 :qj^RcmVPL 8.3.1 望远镜的历史发展背景 205 -:=m-3*Tg 8.3.2 望远镜的基本类型与工作原理 206 fP4P'eI 8.3.3 望远镜的技术指标 207 v+g:0
C5
( 8.4 显微镜 209 "dt}k$Gr 8.4.1 显微镜的历史发展背景 209 =d"5kDK-m 8.4.2 显微镜的基本工作原理与技术指标 210 F?a
63,r 8.4.3 显微镜的光束限制 211 c9jS
!uDMK 8.4.4 显微镜的分辨力与有效放大率 212 19O 8.5 照相机与投影仪 216 /]J\/Z> 8.5.1 照相机的历史发展背景 216 I`IW^eZM 8.5.2 照相机的基本工作原理与性能参数 216 4Lk<5Ho 8.5.3 投影仪的历史发展背景 220 L |#0CRiN 8.5.4 投影仪的基本工作原理与性能参数 220 .3_u5N|[=W 8.6 光学成像系统的像质评价简介 222 @ls/3`E/5E 8.7 光学传递函数、人眼模型和虚拟现实应用 223
H6nH 8.7.1 光学传递函数像质评价基本概念 223 L{IMZ+IB2| 8.7.2 人眼的Zemax模型和在虚拟现实(VR)中的应用 225 |dHtv 6I 思考题 230 o58c!44 计算题 231 Tzjv-9^V 第9章 Zemax中的优化、公差与若干设计案例 233 v]Pyz<+ 9.1 Zemax优化方法简介 233 $u, 6x~> 9.1.1 优化方法概述 233 t%^&b'/Z 9.1.2 光学系统数学建模 234 gx^!&>eIb# 9.1.3 Zemax中评价函数的定义 236 ;q%z\gA 9.1.4 Zemax操作符的定义 237 W58?t6!
= 9.1.5 默认评价函数 238 Xe:^<$z 9.2 Zemax公差分析简介 239 vc3r [mT 9.3 若干光学系统设计实例 242 ]57Ef'N 9.3.1 优化设计双透镜光纤对接耦合系统 243 c}S<<LR 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 l+y;>21sTu 9.3.3 基于偏振元件的光环形器设计 264 [+A]E,pv]1 9.3.4 库克三片式成像镜头设计 272 CflyK@ 9.3.5 苹果手机镜头剖析 279 (4q/LuP^d 思考与练习题 292 HWFTI /] 参考文献 294 &CXk=Wj oVp/EQ [attachment=112384] XGe;v~L g#6R( 作者:施跃春,陈家璧 编 R64f0NK. v
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定 价:56 PvW4%A@0 ppLLX1S 出 版 社:电子工业出版社 JP( tf+ tD#) 出版日期:2022年03月01日 4DL2
A;T 2PeMt^ 页 数:308 bxO/FrwTj{ 1Lje.%(E. 装 帧:平装 }|8^+V& 'ks .TS& ISBN:9787121430510 |XNw&X1VF )J+OyR=
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