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。
~GX
]K H )-1e}VF(U 目录
P (7Q8i' 第1章 几何光学基本定律与成像基本概念 1
DiOd!8Y 1.1 几何光学的基本概念 1
8<T~AU8'* 1.1.1 几何光学中的
光源与光束 1
!~%DR~^` 1.1.2 几何光学的基本定律 2
&n_f.oUc 1.1.3 费马原理 4
s@"|o3BX 1.2 光学系统及成像的基本概念 7
IAGY-+8e 1.3 Zemax的界面简介与光学建模方式 9
#BcUE?K*N 1.3.1 Zemax的界面简介 9
,D*bLXWh 1.3.2 Zemax光学建模与基本计算流程 11
@iV-pJ- 思考题 12
GRYw_}Aa 计算与证明题 12
zI,Qc60B 第2章 共轴球面系统的成像理论 13
et~D9='E 2.1 几何光学中的符号规则 13
60{DR >S 2.1.1 线段 14
<`=Kt[_BQ 2.1.2 角度 14
/;Hqv`X7 2.1.3 符号规则的意义 15
5yK#;!:h 2.1.4 符号的标注 15
vX6JjE! 2.2 单折射球面成像 15
o!~XYEXvUa 2.2.1 实际光线单折射球面的光路计算 15
^o _J0
]m 2.2.2 近轴区域单折射球面光路计算 18
Yb<:1?76L 2.2.3 近轴区域单折射球面成像规律 19
gl`J( 2.2.4 细光束大视场入射情况与场曲 23
KWjhkRK4] 2.3 共轴球面系统成像 25
\W TKw x 2.3.1 共轴球面系统近轴区域的转面过渡公式 26
j7Y7&x" 2.3.2 共轴球面系统近轴像面位置计算 27
=oh%-Sh: 2.4 单个反射球面的成像 29
C{^I}p 2.5 Zemax中的像差评价与镜面参数设置 31
?)(/SZC0 2.5.1 Spot Diagram与Ray Aberration简介 31
Ck !"MK4 2.5.2 纯离焦 35
dL+yd0b* 2.5.3 纯球差 37
Kf[.@_TD<1 2.5.4 球差和离焦 39
v'?o#_La+ 2.5.5 自动优化设计概念初步 40
#"!ga)a%L 思考题 43
d7r!<u&/ 计算与证明题 43
WvJ:yUb2 第3章 理想光学系统 45
oVZzvK(zR 3.1 理想光学系统的基本理论 45
wE=I3E % 3.2 理想光学系统的基点、基面 46
e~(e&4pb 3.2.1 焦点、焦面与焦距 47
;qUB[Kw 3.2.2 主面与主点 48
j0~c2 3.2.3 节点 49
9#hp]0S6 3.3 理想光学系统的物像解析关系 49
O/Hj-u6&A 3.3.1 物像位置计算 49
PPySOkmS3 3.3.2 放大率及相互关系 51
1Dhe!
n# 3.4 理想光学系统的图解法 54
xFThs,w 3.5 理想光学系统的组合 58
*tRsm"} 3.5.1 双光组光学系统 59
\MmOI<Hd- 3.5.2 多光组光学系统正切计算法 61
286reeN/e 3.6 透镜 63
EZ"i0u 3.6.1 单折射球面的基点、基面与焦距 63
[QQM/ ? 3.6.2 透镜的基点与焦距 64
/*BU5 3.6.3 薄透镜与薄透镜组 70
11#b%dT 3.7 单透镜与双透镜的Zemax设计实例 72
TW(X#T@Z6I 3.7.1 单透镜Zemax设计实例 72
wzxV)1jT 3.7.2 双胶合透镜Zemax设计实例 77
6la'\l# 计算题 81
yFmy 第4章 平面系统 84
qyVARy 4.1 平面折射与平行平板玻璃成像性质 84
Iq,h}7C8' 4.1.1 平行平板的成像性质 84
}ff^^7_ 4.1.2 平行平板的等效空气层的概念 86
HbB8A#u 4.2 平面反射镜 88
(G./P@/[ 4.2.1 平面反射镜的成像特性 89
PIo@B|W-SX 4.2.2 平面反射镜的旋转效应 90
O:rfDO 4.2.3 两面角镜的成像特性 91
iJoYxx 4.3 反射棱镜 92
k\SqDmv 4.3.1 反射棱镜的基本概念 92
<N~9=g3 4.3.2 反射棱镜系统的物像坐标变换规律 94
x;bA\b 4.3.3 反射棱镜的展开与结构尺寸计算 95
pT~3<
, 4.4 折射棱镜和楔镜 99
=$y J66e 4.4.1 折射棱镜 99
O"o|8
l}M/ 4.4.2 楔镜 100
#*y.C[^5{ 4.5 Zemax中的坐标断点 102
=Gzs+6A8 4.5.1 Zemax中的坐标系 102
M1NdlAAf 4.5.2 坐标变换 103
m6K7D([f 4.5.3 Zemax中的坐标断点设置 104
EHhc2^e 4.6 光学系统中具有反射镜或者平行平板的Zemax仿真分析 106
rloxM~7!,) 4.7 具有反射镜的光学系统Zemax设计方法实例——牛顿望远镜 109
Srmr`[i 4.8 具有阿米西(Amici)屋脊棱镜与五棱镜组合的光学系统Zemax设计实例 112
.IY@Q 思考题 115
,66(*\xT 计算题 116
p&<n_b 第5章 光学系统的光束限制 118
d(RMD 5.1 光学系统中的孔径光阑、入射光瞳与出射光瞳 118
NV(jp'i~ 5.1.1 孔径光阑的判断 119
1c]{rO=taN 5.1.2 入射光瞳与出射光瞳 121
Rsq EAdZw[ 5.2 视场光阑、窗与渐晕 124
(vD==n9Hd 5.2.1 视场光阑 124
7_j t =sr 5.2.2 入射窗与出射窗 125
v9 /37AU 5.2.3 渐晕 126
J> ,w},` 5.3 光学系统的景深 131
>cmz JS 5.4 Zemax中光束限制的设计方法——单透镜光束限制的设计与分析 135
YG=:lf 5.5 Zemax中渐晕的设计方法 140
y1}2hT0, 5.6 Zemax的多重结构设计——反射式扫描系统设计 146
_](y<O^9yO 计算题 149
t$VRNZ`dy 第6章 光度学基础 151
A ep](je 6.1 光能和光度学的基本概念 151
b~ *iL!< 6.1.1 立体角的概念 151
)OFN0' 6.1.2 辐射通量、光谱光视效率与光通量 153
jxm#4 6.1.3 光亮度、发光强度、光出射度和光照度 155
r|u R!=*|? 6.1.4 光学系统中光亮度和光通量的传递 159
keD?#yY 6.2 光学系统中的光能损失分析与计算 161
"O$WfpKX 6.2.1 光学系统中的光能损失分析 162
"'Gq4<&y 6.2.2 光学系统的透过率计算 164
rB]2qk`/' 6.3 Zemax中相对照度、镀膜简介及序列/非序列混合模型与
照明设计实例 164
q)C
Xu 6.3.1 相对照度 164
8;<aco/62 6.3.2 镀膜 165
wxJ"{(; 6.3.3 利用序列与非序列混合模型设计一个
LED(点光源)的照明系统 167
F|!=]A< 计算题 173
GoX<d{ 第7章 像差理论 174
8tjWVo 7.1 单色像差 174
_D{FQRU<YD 7.1.1 轴上点与轴外点像差 174
Hl(W'>*oL 7.1.2 正弦差与彗差 177
0<4'pO.6Hq 7.1.3 像散 180
SCMvq?9 7.1.4 场曲 181
hMS:t(N{ 7.1.5 畸变 183
#"TYk@whWf 7.2 色差 184
6nsb)7a 7.2.1 位置色差 184
b W/T}FND 7.2.2 放大率色差 184
r7}KV| M 7.3 Zemax中的像差模拟与分析 185
l'2vo=IQ 7.3.1 球差 185
{hf_Xro& 7.3.2 彗差 187
Ny`SE\B+/ 7.3.3 像散 189
|cuKC \ 7.3.4 场曲 189
jJvd!,=) 7.3.5 畸变 191
@QnKaZ8jW 7.3.6 色差 192
1\/vS$bi( 第8章 实际光学系统 196
Si23w'T 8.1 人眼光学系统与视光学 196
]Y->EME:W 8.1.1 人眼的构造 196
"B"ql-K 8.1.2 人眼的主要特性 197
v5?)J91 8.1.3 双眼立体视觉 201
yD!GgnW 8.2 放大镜 202
vg X7B4 8.2.1 目视光学仪器的工作原理 203
W:w SM* 8.2.2 放大镜的视觉放大率 203
= 4|"<8' 8.2.3 放大镜光束限制 204
f0%'4t 8.3 望远镜 205
#^|2PFh5 8.3.1 望远镜的历史发展背景 205
OU]"uV<( 8.3.2 望远镜的基本类型与工作原理 206
M1 o@v 0 8.3.3 望远镜的技术指标 207
@_c&lToj_ 8.4 显微镜 209
-cn`D2RP 8.4.1 显微镜的历史发展背景 209
B 2_fCSlg 8.4.2 显微镜的基本工作原理与技术指标 210
,.=7{y~ 8.4.3 显微镜的光束限制 211
?/@XJcm+ 8.4.4 显微镜的分辨力与有效放大率 212
;.$vDin6 8.5 照相机与投影仪 216
HKOSS-`5 8.5.1 照相机的历史发展背景 216
x2b
t^!t. 8.5.2 照相机的基本工作原理与性能参数 216
MX!N?k#KhP 8.5.3 投影仪的历史发展背景 220
*YQXxIIq 8.5.4 投影仪的基本工作原理与性能参数 220
ZtGkMd$ 8.6 光学成像系统的像质评价简介 222
/yUKUXi 8.7 光学传递函数、人眼模型和虚拟现实应用 223
/Gb)BJk! 8.7.1 光学传递函数像质评价基本概念 223
pR`nQM-D 8.7.2 人眼的Zemax模型和在虚拟现实(VR)中的应用 225
)N3/;U; 思考题 230
j2:9ahW
计算题 231
v-!Spf 第9章 Zemax中的优化、公差与若干设计案例 233
td$RDtW[3 9.1 Zemax优化方法简介 233
r@'~cF]m 9.1.1 优化方法概述 233
/a-s9< 9.1.2 光学系统数学建模 234
<5FGL96 9.1.3 Zemax中评价函数的定义 236
hQL@q7tUr 9.1.4 Zemax操作符的定义 237
D=5%lL 9.1.5 默认评价函数 238
?e+y7K}"] 9.2 Zemax公差分析简介 239
m*7RC4"J 9.3 若干光学系统设计实例 242
s{Y-Vdx 9.3.1 优化设计双透镜光纤对接耦合系统 243
u-.nR}DM_ 9.3.2 优化非球面镜实现半导体
激光器与单模光纤的高效耦合 255
,CqGO %DY 9.3.3 基于偏振元件的光环形器设计 264
dIQ3snG 9.3.4 库克三片式成像镜头设计 272
awQB0ow'$P 9.3.5 苹果手机镜头剖析 279
*'{9(Oj 思考与练习题 292
l[WX77bp= 参考文献 294
Fy6Lz.baB D7B g!* <{Rz1CMc n{m[
j+UG 作者:施跃春,陈家璧 编
=gd~rk9 /;}o0
DYeW 定 价:56
}C=+Tn 1^WkW\9kO 出 版 社:电子工业出版社
!L)|N< K\lu;
出版日期:2022年03月01日
2j{T8F\] 00Ye
]j_ 页 数:308
5GJa+St? RWJyd= 装 帧:平装
H:16aaMn( <fgf L9- ISBN:9787121430510
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