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目次
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《光學設計》系統地論述了光學設計的基本理論及設計方法。重點介紹了具有普遍意義的典型光學系統有關設計內容，以闡明光學設計中帶有共性的問題，并列舉了一些科研設計實例總結出來供大家參考。
《光學設計》可供高等工科院校測控技術與儀器專業及光電信息工程專業大專院校師生使用，同時也可供從事光學系統及光電儀器的研究、設計、制造和系統開發的工程技術人員學習和參考。全書由劉鈞、高明編著。
《光學設計》可供高等工科院校測控技術與儀器專業及光電信息工程專業大專院校師生使用，同時也可供從事光學系統及光電儀器的研究、設計、制造和系統開發的工程技術人員學習和參考。全書由劉鈞、高明編著。
名人/編輯推薦
《光學設計》共分14章，分別為緒論、像差綜述、光學系統的像質評價和像差容限、光學系統的外形尺寸計算、光學系統的初始結構計算方法、望遠鏡物鏡設計、顯微鏡物鏡設計、目鏡設計、照相物鏡設計、照明光學系統設計、軸對稱非球面設計、夜視儀器的光學系統、光學設計軟件ZEMAX簡介及光學制圖。全書由劉鈞、高明編著。
目次
第1章 緒論
1.1 光學設計的發展概況
1.1.1 光學設計概述
1.1.2 光學設計的發展概況
1.2 光學系統設計的具體過程和步驟
1.2.1 光學系統設計的具體過程
1.2.2 光學系統設計步驟
1.3 光學儀器對光學系統性能與質量的要求
第2章 像差綜述
2.1 軸上點球差
2.1.1 球差的定義和表示方法
2.1.2 球差的校正
2.2 正弦差及彗差
2.2.1 正弦差
2.2.2 彗差
2.3 像散與像面彎曲(場曲)
2.3.1 像散
2.3.2 像面彎曲(場曲)和軸外球差
2.4 畸變
2.5 色差
2.5.1 位置色差、色球差和二級光譜
2.5.2 倍率色差
2.6 波像差
第3章 光學系統的像質評價和像差容限
3.1 幾何像差的曲線表示
3.1.1 獨立幾何像差的曲線表示
3.1.2 垂軸幾何像差曲線(像差特征曲線)
3.2 瑞利判斷和中心點亮度
3.2.1 瑞利判斷
3.2.2 中心點亮度
3.3 分辨率
3.4 點列圖
3.5 光學傳遞函數評價成像質量
3.5.1 利用MTF曲線評價成像質量
3.5.2 利用MTF曲線的積分值評價成像質量
3.6 其他像質評價方法
3.6.1 基于幾何光學的方法
3.6.2 基于衍射理論的方法
3.6.3 其他需要評價的成像質量
3.7 光學系統的像差公差
3.7.1 望遠物鏡和顯微物鏡的像差公差
3.7.2 望遠目鏡和顯微目鏡的像差公差
3.7.3 照相物鏡的像差公差
第4章 光學系統的外形尺寸計算
4.1 典型光學零件和部件的外形尺寸計算
4.1.1 光路計算公式
4.1.2 任意光束截面的漸暈系數
4.1.3 棱鏡轉像系統
4.1.4 透鏡轉像系統
4.1.5 場鏡的計算
4.1.6 目鏡的視度調節
4.2 典型光學系統外形尺寸計算
4.2.1 刻普勒望遠鏡的外形尺寸計算
4.2.2 伽利略望遠鏡的外形尺寸計算
4.2.3 具有透鏡轉像系統的望遠系統外形尺寸計算
4.2.4 具有棱鏡轉像系統的望遠系統外形尺寸計算
4.2.5 內調焦望遠物鏡的外形尺寸計算
4.2.6 生物顯微鏡的外形尺寸計算
4.2.7 讀數顯微鏡的外形尺寸計算
4.2.8 投影系統的外形尺寸計算
第5章 光學系統的初始結構計算方法
5.1 代數法(解析法或PW法)
5.1.1 PW形式的初級像差系數
5.1.2 薄透鏡系統初級像差的PW表達式
5.1.3 薄透鏡系統的基本像差參量
5.1.4 雙膠合透鏡組的P、W、C和結構參數的關系
5.1.5 單透鏡的P、W、C和結構參數的關系
5.1.6 用PW方法求初始結構的實例
5.2 縮放法
5.2.1 物鏡選型
5.2.2 縮放焦距
5.2.3 更換玻璃
5.2.4 估算高級像差
5.2.5 檢查邊界條件
5.2.6 計算舉例
第6章 望遠物鏡設計
6.1 望遠光學系統
6.1.1 望遠系統的一般特性
6.1.2 伽利略望遠鏡和刻普勒望遠鏡
6.2 望遠物鏡設計
6.2.1 望遠物鏡特點
6.2.2 望遠物鏡的類型和設計方法
第7章 顯微鏡物鏡設計
7.1 顯微鏡及其光學特性
7.1.1 顯微鏡成像原理
7.1.2 顯微鏡中的光束限制
7.1.3 顯微鏡的景深
7.2 顯微鏡的分辨率和有效放大率
7.3 顯微鏡物鏡的類型
7.3.1 消色差物鏡
7.3.2 復消色差物鏡
7.3.3 平像場物鏡
7.3.4 反射和折反射顯微鏡物鏡
7.4 顯微鏡物鏡的像差校正說明及設計舉例
7.4.1 像差校正說明
7.4.2 設計舉例
第8章 目鏡設計
8.1 目鏡的特點
8.1.1 目鏡的光學特性
8.1.2 目鏡的像差特點
8.1.3 目鏡的視度調節
8.2 目鏡的基本類型
8.2.1 惠更斯目鏡和冉斯登目鏡
8.2.2 凱涅爾目鏡
8.2.3 對稱式目鏡
8.2.4 無畸變目鏡
8.2.5 廣角目鏡
8.3 目鏡設計
8.3.1 目鏡設計原則
8.3.2 目鏡設計實例
第9章 照相物鏡設計
9.1 照相物鏡的光學特性和像差要求
9.1.1 照相物鏡的光學特性
9.1.2 照相物鏡的像差要求
9.2 照相物鏡的基本類型
9.2.1 常用大孔徑物鏡
9.2.2 廣角物鏡
9.2.3 長焦物鏡
9.2.4 變焦距物鏡
9.2.5 折反射照相物鏡
9.3 照相物鏡設計實例
第10章 照明光學系統設計
10.1 照明系統的方式和要求
10.2 聚光照明系統
10.3 聚光照明系統的設計
第11章 軸對稱非球面設計概述
11.1 使用非球面的可能性
11.2 初級像差理論
11.3 用單個非球面準確校正球差
11.4 用單個非球面準確校正像散
11.5 非球面在照相物鏡中的應用
第12章 夜視儀器的光學系統
12.1 直視型光學系統
12.1.1 物鏡
12.1.2 目鏡
12.1.3 夜視儀器的基本光學性能
12.2 間視型光學系統
12.2.1 紅外光學系統的作用
12.2.2 紅外光學系統的特點與主要參數
12.2.3 前置望遠系統和中繼透鏡組
12.2.4 光機掃描
12.3 設計實例
第13章 光學設計軟件ZEMAX簡介
13.1 光學設計軟件ZEMAX特點
13.2 ZEMAX用戶界面簡要說明
13.2.1 窗口類型
13.2.2 主窗口的操作
13.2.3 編輯窗口操作
13.2.4 圖形窗口操作
13.2.5 文本窗口操作
13.2.6 對話框
13.3 快捷方式總結
13.4 ZEMAX基本操作要點
13.4.1 概述
13.4.2 新建鏡頭
13.5 ZEMAX應用實例
13.5.1 三片分離式照相物鏡設計
13.5.2 對稱式目鏡設計
第14章 光學制圖
14.1 光學制圖
14.1.1 總則
14.1.2 圖樣要求
14.2 光學零件的技術要求
14.2.1 對光學材料的要求
14.2.2 對光學零件的加工要求
附錄A 透鏡參數表
附錄B 圖例
附錄C 材料的應力雙折射及非均勻性
附錄D 表面結構的公差
參考文獻
1.1 光學設計的發展概況
1.1.1 光學設計概述
1.1.2 光學設計的發展概況
1.2 光學系統設計的具體過程和步驟
1.2.1 光學系統設計的具體過程
1.2.2 光學系統設計步驟
1.3 光學儀器對光學系統性能與質量的要求
第2章 像差綜述
2.1 軸上點球差
2.1.1 球差的定義和表示方法
2.1.2 球差的校正
2.2 正弦差及彗差
2.2.1 正弦差
2.2.2 彗差
2.3 像散與像面彎曲(場曲)
2.3.1 像散
2.3.2 像面彎曲(場曲)和軸外球差
2.4 畸變
2.5 色差
2.5.1 位置色差、色球差和二級光譜
2.5.2 倍率色差
2.6 波像差
第3章 光學系統的像質評價和像差容限
3.1 幾何像差的曲線表示
3.1.1 獨立幾何像差的曲線表示
3.1.2 垂軸幾何像差曲線(像差特征曲線)
3.2 瑞利判斷和中心點亮度
3.2.1 瑞利判斷
3.2.2 中心點亮度
3.3 分辨率
3.4 點列圖
3.5 光學傳遞函數評價成像質量
3.5.1 利用MTF曲線評價成像質量
3.5.2 利用MTF曲線的積分值評價成像質量
3.6 其他像質評價方法
3.6.1 基于幾何光學的方法
3.6.2 基于衍射理論的方法
3.6.3 其他需要評價的成像質量
3.7 光學系統的像差公差
3.7.1 望遠物鏡和顯微物鏡的像差公差
3.7.2 望遠目鏡和顯微目鏡的像差公差
3.7.3 照相物鏡的像差公差
第4章 光學系統的外形尺寸計算
4.1 典型光學零件和部件的外形尺寸計算
4.1.1 光路計算公式
4.1.2 任意光束截面的漸暈系數
4.1.3 棱鏡轉像系統
4.1.4 透鏡轉像系統
4.1.5 場鏡的計算
4.1.6 目鏡的視度調節
4.2 典型光學系統外形尺寸計算
4.2.1 刻普勒望遠鏡的外形尺寸計算
4.2.2 伽利略望遠鏡的外形尺寸計算
4.2.3 具有透鏡轉像系統的望遠系統外形尺寸計算
4.2.4 具有棱鏡轉像系統的望遠系統外形尺寸計算
4.2.5 內調焦望遠物鏡的外形尺寸計算
4.2.6 生物顯微鏡的外形尺寸計算
4.2.7 讀數顯微鏡的外形尺寸計算
4.2.8 投影系統的外形尺寸計算
第5章 光學系統的初始結構計算方法
5.1 代數法(解析法或PW法)
5.1.1 PW形式的初級像差系數
5.1.2 薄透鏡系統初級像差的PW表達式
5.1.3 薄透鏡系統的基本像差參量
5.1.4 雙膠合透鏡組的P、W、C和結構參數的關系
5.1.5 單透鏡的P、W、C和結構參數的關系
5.1.6 用PW方法求初始結構的實例
5.2 縮放法
5.2.1 物鏡選型
5.2.2 縮放焦距
5.2.3 更換玻璃
5.2.4 估算高級像差
5.2.5 檢查邊界條件
5.2.6 計算舉例
第6章 望遠物鏡設計
6.1 望遠光學系統
6.1.1 望遠系統的一般特性
6.1.2 伽利略望遠鏡和刻普勒望遠鏡
6.2 望遠物鏡設計
6.2.1 望遠物鏡特點
6.2.2 望遠物鏡的類型和設計方法
第7章 顯微鏡物鏡設計
7.1 顯微鏡及其光學特性
7.1.1 顯微鏡成像原理
7.1.2 顯微鏡中的光束限制
7.1.3 顯微鏡的景深
7.2 顯微鏡的分辨率和有效放大率
7.3 顯微鏡物鏡的類型
7.3.1 消色差物鏡
7.3.2 復消色差物鏡
7.3.3 平像場物鏡
7.3.4 反射和折反射顯微鏡物鏡
7.4 顯微鏡物鏡的像差校正說明及設計舉例
7.4.1 像差校正說明
7.4.2 設計舉例
第8章 目鏡設計
8.1 目鏡的特點
8.1.1 目鏡的光學特性
8.1.2 目鏡的像差特點
8.1.3 目鏡的視度調節
8.2 目鏡的基本類型
8.2.1 惠更斯目鏡和冉斯登目鏡
8.2.2 凱涅爾目鏡
8.2.3 對稱式目鏡
8.2.4 無畸變目鏡
8.2.5 廣角目鏡
8.3 目鏡設計
8.3.1 目鏡設計原則
8.3.2 目鏡設計實例
第9章 照相物鏡設計
9.1 照相物鏡的光學特性和像差要求
9.1.1 照相物鏡的光學特性
9.1.2 照相物鏡的像差要求
9.2 照相物鏡的基本類型
9.2.1 常用大孔徑物鏡
9.2.2 廣角物鏡
9.2.3 長焦物鏡
9.2.4 變焦距物鏡
9.2.5 折反射照相物鏡
9.3 照相物鏡設計實例
第10章 照明光學系統設計
10.1 照明系統的方式和要求
10.2 聚光照明系統
10.3 聚光照明系統的設計
第11章 軸對稱非球面設計概述
11.1 使用非球面的可能性
11.2 初級像差理論
11.3 用單個非球面準確校正球差
11.4 用單個非球面準確校正像散
11.5 非球面在照相物鏡中的應用
第12章 夜視儀器的光學系統
12.1 直視型光學系統
12.1.1 物鏡
12.1.2 目鏡
12.1.3 夜視儀器的基本光學性能
12.2 間視型光學系統
12.2.1 紅外光學系統的作用
12.2.2 紅外光學系統的特點與主要參數
12.2.3 前置望遠系統和中繼透鏡組
12.2.4 光機掃描
12.3 設計實例
第13章 光學設計軟件ZEMAX簡介
13.1 光學設計軟件ZEMAX特點
13.2 ZEMAX用戶界面簡要說明
13.2.1 窗口類型
13.2.2 主窗口的操作
13.2.3 編輯窗口操作
13.2.4 圖形窗口操作
13.2.5 文本窗口操作
13.2.6 對話框
13.3 快捷方式總結
13.4 ZEMAX基本操作要點
13.4.1 概述
13.4.2 新建鏡頭
13.5 ZEMAX應用實例
13.5.1 三片分離式照相物鏡設計
13.5.2 對稱式目鏡設計
第14章 光學制圖
14.1 光學制圖
14.1.1 總則
14.1.2 圖樣要求
14.2 光學零件的技術要求
14.2.1 對光學材料的要求
14.2.2 對光學零件的加工要求
附錄A 透鏡參數表
附錄B 圖例
附錄C 材料的應力雙折射及非均勻性
附錄D 表面結構的公差
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