《应用
光学与
光学设计基础(第2版)》是一本涵盖应用光学成像基本理论、光度学与色度学基础、典型应用
光学系统以及光学系统像质评价与应用
ZEMAX软件进行光学设计基本方法等丰富内容的核心专业基础性教材与参考书。
8&`LYdzt $6iX 'Xq|Kf ( FZslv"F 平装:593页
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]a*d# wHMX=N1/ '^~{@~ ;%L T&u5ki4NE 目录
uH- l%17 第一篇几何光学的基本概念与成像理论
"N bq#w\ 第1章几何光学基本定律与成像基本概念
fN^8{w/O
1.1几何光学的基本概念
70tH:Z)" 1.1.1光波
!/i{l 1.1.2光源(发光体,发光点)
h-<81"}j1 1.1.3波面
G[I"8iS, 1.1.4光线
(b-MMr 1.1.5光束
%oa-WmWm 1.2光的传播规律——几何光学的基本定律
Mc_YPR:C 1.2.1光的直线传播定律
k],Q9 1.2.2光的独立传播定律
hxd`OG<gF 1.2.3反射定律与折射定律
o5uph=Q{ 1.2.4折射率
3/e.38m| 1.2.5反射光与折射光的能量分布
cZU=o\ 1.2.6全反射(完全内反射)及其应用
9oR@UW1 1.2.7光路的可逆原理
-23w2Qt 1.2.8光线在折射率连续变化的非均匀介质中的传播规律
`1{ZqRFQ 1.3费马原理
3z9d!I^>k 1.4马吕斯定律
]e>w}L(gV 1.5光学系统及成像的基本概念
`l){!rg8IC 1.5.1光学系统的基本概念
gANuBWh8T 1.5.2成像的基本概念
Z|j>gq 习题1
zC@o 思考题1
$f=J2&D,Cz 第2章共轴球面系统的成像理论
jaMjZp;{( 2.1子午面内实际光线经共轴球面系统折射的光路计算公式
a PfO$b: 2.1.1符号规则
(U_ujPD ? 2.1.2实际光线经(单折射)球面折射的光路计算公式
(G4at2YLd 2.1.3实际光线经共轴球面系统的光路计算公式
4n g]\ituS 2.1.4轴上单色物点经单折射球面成像性质的分析
~{B7 k: 2.2单折射球面的近轴光路计算公式与近轴成像规律
Gm.T;fc: 2.2.1单个折射球面的近轴光路计算公式
L<-_1!wh 2.2.2单折射球面的近轴成像规律
;jvBF4Lb> 2.3 共轴球面系统的近轴像面位置与放大率的计算
]kRfB:4ED 2.3.1共轴球面系统近轴区的转面过渡公式组
0s3%Kqi[ 2.3.2共轴球面系统近轴像面位置的计算
=eXU@B 2.3.3共轴球面系统近轴区的拉—赫不变式与放大率计算
dIa+K?INX 2.4球面反射镜的成像规律
(\hx` Yh=> 2.4.1球面反射镜的物像位置关系式
1;r|g)VM 2.4.2球面反射镜的成像放大率与拉—赫不变式
5Y'qaIFR 2.4.3球面反射镜的应用
aweV#j(y 习题2
2%@4] 思考题2
#TX/aKr: 第3章理想光学系统的成像理论
Cc' 37~6~P 3.1理想光学系统与“共线成像”的基本概念
OSWYGnZg 3.2共轴理想光学系统的基点、基面与焦距
ith
3=`3 3.2.1主面和主点
~tUl} 3.2.2焦点和焦面
," Wr" 3.2.3焦距
iWB=sL&p 3.2.4节点、节面
ZQoU3AD; 3.3理想光学系统物像间的解析关系
k,E{C{^M 3.3.1决定光学系统物像共轭点位置的基本公式
y'~U%,ki6 3.3.2理想光学系统拉一赫不变式与系统物方、像方的焦距比
YY((V@|K 3.3.3理想光学系统的诸放大率及其相互关系
ceh j; 3.3.4光束的会聚度与光学系统的光焦度、屈光度
?U5{Wa85D 3.4理想光学系统的图解求像方法
RO VW s/ 3.4.1 光线描迹图解法
4Lh!8g=/ 3.4.2直角坐标图解法
j4qR(p(vC 3.5理想光学系统的物像关系特性曲线
k)= X}=w 3.5.1物像位置共轭特性曲线
V>)OpvoT# 3.5.2放大率特性曲线
ox>^>wR* 3.6光学系统的基本类型
#ASz;$P 3.6.1焦距f和f′具有相反符号的系统——第一型系统
7>|J8*/Nd 3.6.2焦距f和f′具有相同符号的系统——第二型系统
)}]g]
g 3.7理想光学系统的组合
8'.Hyy@; 3.8透镜
KRLQ #,9 3.8.1单折射球面的基点、基面位置与焦距
" 4K(jXq| 3.8.2透镜(厚
透镜)的基点位置与焦距计算公式
$L>@Ed< 3.8.3薄透镜与薄透镜组
/vde2.| 3.9理想光学系统共轴多光组复合的实用方法
|`f$tj 3.9.1正切计算法
6C^
D#.S 3.9.2截距计算法
,p@y]
cr 3.10实际光学系统基点位置和焦距的计算
\oXpi$ 3.10.1求像方基点位置与焦距——正向光路计算
@ ZwvBH 3.10.2求物方基点位置与焦距——反向光路计算
a|x.C6Pe 习题3
NP#w+Qw 思考题3
!t%j?\f 第4章矩阵方法在近轴光学中的应用
trA4R/
& 4.1共轴球面系统的作用矩阵
*@r/5pM2} 4.1.1折射矩阵
zh`<WN&H 4.1.2传递矩阵
M~#g RAUJ 4.1.3共轴球面系统的作用矩阵
# E^1|: 4.2共轴球面系统的物像关系矩阵
y$F'(b|) 4.3矩阵方法在薄透镜系统中的应用
_476pZ_ 习题4
E7 Ul;d
第5章平面元件与棱镜系统
t r3!d_ 5.1平面折射与平行平板玻璃的成像性质
d>&,9c% 5.1.1光线经过平面的折射
=:,g 5.1.2光线经平行平板玻璃的折射
e&F8m%t 5.1.3平行平板玻璃的“等效空气层”概念
He/8=$c% 5.2折射棱镜
>,Ci?[pf 5.3楔镜
nQtWvT 5.4平面反射镜与平面镜系统
TnOggpQ6X 5.4.1平面镜的成像特性
E`0? 5.4.2平面镜的旋转效应
9:[ 9v 5.4.3两面角镜的成像特性
2K6qY)/_ 5.5反射棱镜
qQ/^@3tXL 5.5.1反射棱镜的基本概念
n;Q7X>-f8` 5.5.2反射棱镜的视场角
#u(^0'
P 5.5.3平面反射系统的转像规律分析
R)(T^V`{ 5.5.4反射棱镜的展开及其理论结构尺寸的计算
<QAFL uey 5.5.5棱镜的偏差
V`d,qn)i 5.6光学铰链
j'<<4.( 5.7矢量分析计算方法在平面镜系中的应用
\0I_< 5.7.1矢量形式的反射定律
FZ<gpIv!NS 5.7.2矢量形式的折射定律
[{,T.;'<j 5.7.3矢量绕定轴转动公式
4Zddw0|2 5.8平面反射系统中物像关系的矩阵表示方法
GL0L!="! 习题5
"]x'PI 4J 第6章眼睛与典型目视光学系统的工作原理
d-ZJL6- 6.1 眼睛
SC!RbW@3 6.1.1眼睛的构造和主要光学常数
TG?brgW 6.1.2模型眼与简化眼
$q{!5-e 6.1.3眼睛的主要特性
q[ZT Hd.- 6.2放大镜和显微镜系统的工作原理
")5":V~fN 6.2.1放大镜的工作原理
t]g-CW3 6.2.2显微镜的工作原理
t?&|8SId 6.3 望远系统的工作原理
!cLo>,4 6.3.1望远系统的工作原理与主要性质
9Cp-qA%t 6.3.2望远系统的视角放大率
VG#EdIiI 6.3.3望远(镜)系统的基本类型
q=m'^
,gPS 6.4 目视光学仪器的视度调节
M,,bf[p$ 6.5 理想光学系统的分辨率
1~`fVg 习题6
EhvX)s 第7章光学系统中光束的限制
P{jbl!UD7 7.1实际光学系统中的光阑及其作用
CL;}IBd a 7.2光学系统的孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳
_p/UsJ 7.3视场光阑、窗以及渐晕的概念
Tc:)-
z[o 7.3.1视场光阑、入射窗和出射窗
j#x6
7.3.2渐晕
4G0m\[Du 7.4光阑设置的原则和几种典型系统光束限制的分析
4Uo&d#o)C- 7.4.1光阑设置的原则
RnE4<Cy 7.4.2几种典型光学系统的光阑设置与光束限制
h0f;F@I 7.5远心光路(焦阑光路)(米)
F6|]4H.3Q 7.5.1物方远心光路
SmH=e@y~Lx 7.5.2像方远心光路
M `M5'f 7.6场镜
1{.|+S Z! 7.7物空间在平面上成像的清晰深度——光学系统的景深
EjR9JUu 7.7.1照相物镜的成像空间深度
n\D&!y[]F 7.7.2望远系统的成像空间深度
e}7lBLK]* 习题7
<w9JRpFY 第二篇光度学与色度学基础
9YyLf ; 第8章光度学的基本概念与光学系统中光能损失的计算
(gU!=F?#m 8.1光能与光度学的基本概念
S Lj!v&' 8.1.1立体角的概念与计算
g2ixx+`?|: 8.1.2辐(射能)通量、光谱光视效率(视见函数)与光通量
KC6.Fr{ 8.1.3发光强度
wv1iSfW 8.1.4(光)照度
9T9!kb 8.1.5光出射度
Lv7(st%` 8.1.6(光)亮度
,PW'#U: 8.1.7光度学各主要光度量名称、单位及其换算关系
>Q;l(fdj 8.2光学系统中光通量与光亮度的传递
2- h{N 8.2.1光束在均匀透明的同种介质中的传播
R|, g< 8.2.2光束在介质分界面折射、反射后,光亮度的变化规律
sb*G!8j 8.3光学系统中光能损失的计算
Eyqa?$R 8.3.1光学系统中光能损失的分析与计算
P4'Q/Sj 8.3.2光学系统透过率的计算
&`r-.&Y 8.4像平面的照度
/Iokf@5 8.4.1轴上像点照度公式
&h)yro 8.4.2轴外像点的照度公式
4.aZ#c91_ 8.5眼睛直接观察与通过仪器观察时像的主观亮度
v{N`.~,^ 8.5.1眼睛直接观察物体时像的主观亮度
*OsQ}onv 8.5.2通过仪器观察时像的主观亮度
Y\P8v 习题8
M
FMs[+2_o 第9章色度学基础
|aS.a&vwR 9.1颜色视觉与色度学的基本概念
U9 s& 9.1.1人眼的颜色视觉特性
&PHTpkaam 9.1.2颜色的分类与彩色的三特性
4E+e}\r:6 9.1.3颜色的混合与匹配
k]|~>9eY] 9.2标准色度系统与色度计算
J!(<y(l 9.2.1CIE1931-RGB色度系统
7xlkZF 9.2.2CIE1931标准色度系统
xLajso1g69 9.2.3CIE1964补充标准色度系统
:eCwY 9.2.4均匀色品图及均匀颜色空间
Pmx-8w 9.2.5CIE标准施照体与标准
光源 }R2u@%n{ 9.2.6CIE色度计算举例
V2EUW!gn
2 第三篇典型应用光学系统
t!l&iVWs 第10章
望远镜与望远系统外形尺寸计算
iWkWR"ysy 10.1望远镜中的转像系统
#:_Kws>+ 10.1.1棱镜转像系统
[|$h*YK 10.1.2透镜转像系统
_4~+{l+ 10.2望远镜的变倍——可变放大率的望远镜
Bkc4TO 10.2.1间断变倍望远系统
YkSl^j[DHs 10.2.2连续变倍望远系统
t{9GVLZ 10.3望远系统的调焦方式内调焦望远镜
v{4$D~I 10.3.1外调焦系统
V f&zL
Sgr 10.3.2内调焦系统——内调焦望远镜
c)85=T6*aA 10.4光学测距原理与系统
%wy.TN 10.4.1单眼(合像)测距仪
T'9'G
M 10.4.2双眼体视测距仪
5C]x!>kX 10.5望远(镜)系统的光学性能与主要技术要求
M|h3Wt~7 10.5.1分辨率α
$h"\N$iSq
10.5.2视放大率г
PC8Q"O 10.5.3视场角2ω
^^$s%{ep" 10.5.4出瞳直径D′
cuITY^6 10.5.5出瞳距离lZ′
lUZ+YD4 10.6望远系统的物镜和目镜
JH9J5%sp 10.6.1望远物镜的光学特性和类型
Rhs/3O8k 10.6.2望远系统目镜的特点及常用类型
bAqA1y3= 10.7望远系统的外形尺寸计算
r l% 10.7.1光学系统外形尺寸计算的主要任务与内容
&p@O_0nF 10.7.2望远系统的外形尺寸计算举例
ZLejcYS 10.8 光学天文望远镜的发展与LAMOST的创新
#c!lS<z 10.8.1光学天文望远镜的简要发展历程
03Ycf'W 10.8.2大天区面积多目标
光纤光谱天文望远镜(LAMOST)
g3y~bf 第11章显微镜
TD0
B% 11.1概述
9Y9GwL]T 11.2显微镜光学系统的基本组成与光学连接尺寸
n-;`Cy`k 11.2.1显微镜光学系统的基本组成
wP@(?z 11.2.2显微镜的光学连接尺寸
N4!O.POP 11.3显微镜的光学特性与主要光学性能指标
H1./x6Hr 11.3.1显微镜的光束限制结构特点
ZY+qA 11.3.2显微镜的视场光阑和视场
a1lh-2xX 11.3.3显微镜的分辨率
?6U0PChy 11.3.4显微镜的放大倍率及适用放大倍率
NXrlk 11.3.5显微镜的成像深度(景深)
*GPiOA
a 11.4显微镜的物镜和目镜
)ez9"# MH' 11.4.1显微物镜
>y3=| 11.4.2显微目镜
TvbE2Q;/UL 11.5显微镜的
照明系统(米)
kl:Bfs)b 11.5.1对照明系统的要求
gM:".Ee 11.5.2主要的照明方式与照明系统
#"~<HG}bR/ 第12章照相与投影系统
Fx.=#bVX7 12.1照相机的工作原理
57c8xk[.2 12.2照相物镜的主要性能与基本类型
zrb}_ 12.2.1照相物镜的主要性能
kffcm/ 12.2.2照相物镜的基本类型
e\L8oOk#r 12.2.3变焦距照相物镜(*)
f-Z/tfC 12.3 照相机的分类和基本结构
.ioEIs g 12.3.1照相机的分类
rx|pOz,: 12.3.2传统胶片式单反照相机的基本结构
~4'$yWG 12.3.3数码照相机的原理、主要性能
参数及特点
rey!{3U 12.4放映投影系统的工作原理及其类别
iH@UTE ; 12.5投影系统与投影物镜的主要光学性能参数
=Xr.'(U 12.6微显示投影机(★)
@j/a=4o[ 第13章纤维光学与光纤传像系统
?Ir:g=RP* 13.1阶跃光纤的传光机理与主要性能参数
|+9&rAg 13.1.1阶跃光纤中光波传播规律分析——表面波机理
\9T7A& 13.1.2光在阶跃直圆柱光纤中的传播规律及主要性能参数
nu%*'. 13.2阶跃多模光纤与单模光纤
OneY_<*a< 13.2.1阶跃多模光纤传输的模式与归一化波导常数V
M\BRcz 13.2.2单模光纤
=I_'.b 13.3渐变折射率光纤的传光机理与自聚焦透镜的成像特性
3bI9Zt#J%& 13.3.1非均匀介质中的光线理论——程函方程与光线微分方程
;$g?T~v7 13.3.2平方律分布的自聚焦光纤中的光线传播轨迹与规律分析
"w<#^d_6 13.3.3自聚焦透镜的成像规律——近轴成像
W"{N Bi 13.4无源光纤传像原理、器件与系统
BI@[\aRLQ 13.4.1光纤传像束的传像机理与主要性能指标
w7L)'9 13.4.2光纤传像系统(光纤望远系统,光纤内窥镜)
$XH^~i; 第四篇 光学系统的像质评价与应用ZEMAX
y6BAH 软件进行光学设计的基本方法
~k5W@`"W 第14章光学系统的像质评价
C3g_!dUs 14.1用几何像差表征光学系统像质的基本概念与方法
)^hbsMhO 14.1.1轴上点的光束结构与像差
t]G:L}AOl 14.1.2轴外点的子午与弧矢光束结构与像差表示
JBZ@'8eqi] 14.1.3垂轴几何像差
seJ^s@H5l 14.2几何点列图的像质评价方法
e\/w' 14.3光学系统成像质量的波像差表示与瑞利判据
w0unS`\4 14.4基于点扩散函数的空域像质评价方法(中心点亮度)与斯特列尔准则
9Mcae31 14.5光学传递函数评价像质的基本概念
lyhiFkO
iH 14.6典型光学系统成像质量评价与指标
>9J:Uo1z 14.6.1望远镜与显微镜成像质量评价
a 1*p*dM# 14.6.2照相系统与摄影物镜像质评价
MolgwVd 14.7ZEMAX中的像质评价方法
`Pnoxm' 第15章应用ZEMAX的光学自动设计原理与方法
tZo} ;|~' 15.1光学自动设计基本概念
$ ocdI5 15.1.1光学自动设计基本原理
A3*!"3nU 15.1.2阻尼最小二乘法
2X&qE}%k S 15.1.3评价函数的构成与权因子
_)-o1`*- 15.2ZEMAX评价函数
<~=Vg 15.2.1ZEMAX评价函数的构建
k9F=8q 15.2.2ZEMAX评价函数中的操作符
Znv,9- 15.2.3默认评价函数
8q7b_Pq1U 15.3常用几何像差控制在评价函数中的实现
!}$$: 15.3.1ZEMAX中内建几何像差控制符与特点
&%Tj/ Qx 15.3.2评价函数中常用独立几何像差复合控制操作符的构建
ySI!d|_ 15.4利用ZEMAX像质优化与设计举例
bg0Wnl 15.4.1消色差双胶合望远镜物镜设计
Z3!`J& 15.4.2光路中有棱镜的望远物镜设计
}(u
ol 15.4.3显微物镜设计
P!k{u^$L 15.4.4目镜设计
^<AwG= 15.4.5变焦物镜设计
}ad|g6i` 参考文献