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。
@|@43}M]C- M~6I-HexT| 目录
b-Hn=e _ 第1章 几何光学基本定律与成像基本概念 1
&td#m"wI 1.1 几何光学的基本概念 1
O^GX Fz^ 1.1.1 几何光学中的
光源与光束 1
<ZiO[dEV 1.1.2 几何光学的基本定律 2
_H,RcpyJ 1.1.3 费马原理 4
1K`A.J:Uy 1.2 光学系统及成像的基本概念 7
H1]\B: 1.3 Zemax的界面简介与光学建模方式 9
fwEi//1 1.3.1 Zemax的界面简介 9
%F~
dmA#: 1.3.2 Zemax光学建模与基本计算流程 11
:NLN xK 思考题 12
,Tx8^|b#F 计算与证明题 12
OrBFe *2y 第2章 共轴球面系统的成像理论 13
_=] FJhO 2.1 几何光学中的符号规则 13
.EdV36$n 2.1.1 线段 14
8M|Q^VeT,1 2.1.2 角度 14
l.BNe)1!22 2.1.3 符号规则的意义 15
I?"5i8E 2.1.4 符号的标注 15
bo2Od 2.2 单折射球面成像 15
m";gD[m 2.2.1 实际光线单折射球面的光路计算 15
4Y!v$r 2.2.2 近轴区域单折射球面光路计算 18
UXP;' 2.2.3 近轴区域单折射球面成像规律 19
lySa Jd 2.2.4 细光束大视场入射情况与场曲 23
.phQ7":` 2.3 共轴球面系统成像 25
iH>djGhTh 2.3.1 共轴球面系统近轴区域的转面过渡公式 26
($s{em4L 2.3.2 共轴球面系统近轴像面位置计算 27
2Kidbf 2.4 单个反射球面的成像 29
Oc.>$ 2.5 Zemax中的像差评价与镜面参数设置 31
=N
c`hP 2.5.1 Spot Diagram与Ray Aberration简介 31
"DpQnhvbB 2.5.2 纯离焦 35
[xPE?OD 2.5.3 纯球差 37
f"Iyo:Wt 2.5.4 球差和离焦 39
cF2/}m] 2.5.5 自动优化设计概念初步 40
H/$q]i*#K 思考题 43
zYL^e @ 计算与证明题 43
)sHPIxHI 第3章 理想光学系统 45
7r>W r# 3.1 理想光学系统的基本理论 45
5IK@<#wE 3.2 理想光学系统的基点、基面 46
3fPv71NVtt 3.2.1 焦点、焦面与焦距 47
zMKL: Um" 3.2.2 主面与主点 48
~'3% Qr 3.2.3 节点 49
`2PT 8UM 3.3 理想光学系统的物像解析关系 49
Q)>'fZ) 3.3.1 物像位置计算 49
Vz*'^=(o& 3.3.2 放大率及相互关系 51
5*$Zfuf 3.4 理想光学系统的图解法 54
>y[S?M 3.5 理想光学系统的组合 58
GN0'-z6Uy 3.5.1 双光组光学系统 59
v knFtpx 3.5.2 多光组光学系统正切计算法 61
,whNh 3.6 透镜 63
#pfosC[ 3.6.1 单折射球面的基点、基面与焦距 63
U:r2hqegd 3.6.2 透镜的基点与焦距 64
5MJ'/Fy( 3.6.3 薄透镜与薄透镜组 70
%Qq)=J<H; 3.7 单透镜与双透镜的Zemax设计实例 72
]Ho`*$dD 3.7.1 单透镜Zemax设计实例 72
#4M0%rN 3.7.2 双胶合透镜Zemax设计实例 77
_=5ZB_I 计算题 81
F S:WbFmc 第4章 平面系统 84
k6BgY|0g C 4.1 平面折射与平行平板玻璃成像性质 84
<.ky1aex7 4.1.1 平行平板的成像性质 84
*q{UipZbx 4.1.2 平行平板的等效空气层的概念 86
qgNK!(kWpr 4.2 平面反射镜 88
U5"Oh I 4.2.1 平面反射镜的成像特性 89
Qs:r@"hE 4.2.2 平面反射镜的旋转效应 90
u#~!%~ 4.2.3 两面角镜的成像特性 91
:8rCCop
Uv 4.3 反射棱镜 92
_ GSw\r 4.3.1 反射棱镜的基本概念 92
3G^Ed)JvE 4.3.2 反射棱镜系统的物像坐标变换规律 94
t;Om9 4.3.3 反射棱镜的展开与结构尺寸计算 95
N &=2 / 4.4 折射棱镜和楔镜 99
+ctv]'P_ 4.4.1 折射棱镜 99
#1@~w}Dh 4.4.2 楔镜 100
/&7Yi_]r 4.5 Zemax中的坐标断点 102
g/p
}r. 4.5.1 Zemax中的坐标系 102
~py0Vx,F 4.5.2 坐标变换 103
%<yM=1~> 4.5.3 Zemax中的坐标断点设置 104
,np`:fBMy 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
4sjr\9IDC 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
Bw.&3efd 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
WmUW
i{ 思考题 115
"~C#DZwt{ 计算题 116
rrYp^xLa` 第5章 光学系统的光束限制 118
:* b4/qpYv 5.1 光学系统中的孔径光阑、入射光瞳与出射光瞳 118
^~ $& 5.1.1 孔径光阑的判断 119
ZnLk :6' 5.1.2 入射光瞳与出射光瞳 121
X:&p9_O@ 5.2 视场光阑、窗与渐晕 124
<|3v@ 5.2.1 视场光阑 124
3ohcHQ/a 5.2.2 入射窗与出射窗 125
yuEOQ\!(u 5.2.3 渐晕 126
+Q31K7G r 5.3 光学系统的景深 131
J5_Y\@ 5.4 Zemax中光束限制的设计方法——单透镜光束限制的设计与分析 135
F
t/
x5 5.5 Zemax中渐晕的设计方法 140
9PK-r;2 5.6 Zemax的多重结构设计——反射式扫描系统设计 146
389.&`Q%Ut 计算题 149
CL :M>( 第6章 光度学基础 151
Eu.qA9,@U 6.1 光能和光度学的基本概念 151
M l?)Sc"\7 6.1.1 立体角的概念 151
2EwWV0BS 6.1.2 辐射通量、光谱光视效率与光通量 153
3Lki7QW` 6.1.3 光亮度、发光强度、光出射度和光照度 155
wS*CcIwj 6.1.4 光学系统中光亮度和光通量的传递 159
?3,tG z) 6.2 光学系统中的光能损失分析与计算 161
lFGxW 5 6.2.1 光学系统中的光能损失分析 162
UMQW#$~C{g 6.2.2 光学系统的透过率计算 164
5'Jh2r 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
+WN>9V0H 6.3.1 相对照度 164
~PW}sN6ppG 6.3.2 镀膜 165
% W',c u 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
zy6(S_j 计算题 173
9w;J7jgOT! 第7章 像差理论 174
{JCz^0DV 7.1 单色像差 174
p6*a1^lU6 7.1.1 轴上点与轴外点像差 174
gzCMJ<3!D 7.1.2 正弦差与彗差 177
$1zeY6O 7.1.3 像散 180
U4l*;od 7.1.4 场曲 181
=z1o}ga=EA 7.1.5 畸变 183
qbq<O %g= 7.2 色差 184
uf'P9MA}> 7.2.1 位置色差 184
[j]J_S9jJ 7.2.2 放大率色差 184
i z>y u[| 7.3 Zemax中的像差模拟与分析 185
y{Y+2}Dv/ 7.3.1 球差 185
J:Y|O-S! 7.3.2 彗差 187
.4re0:V 7.3.3 像散 189
\*!%YTZ~ 7.3.4 场曲 189
iSz@E&[X 7.3.5 畸变 191
3r:)\E+Q_ 7.3.6 色差 192
a05:iFoJ 第8章 实际光学系统 196
:CST!+)o 8.1 人眼光学系统与视光学 196
J*~2:{=% 8.1.1 人眼的构造 196
6+nMH
+[ 8.1.2 人眼的主要特性 197
>l< ~Z; 8.1.3 双眼立体视觉 201
+<WRB\W 8.2 放大镜 202
<Z:8~:@ 8.2.1 目视光学仪器的工作原理 203
8
]06!7S} 8.2.2 放大镜的视觉放大率 203
\P~rg~ 8.2.3 放大镜光束限制 204
D7WI(j\ 8.3 望远镜 205
3^R] [; 8.3.1 望远镜的历史发展背景 205
T19rbL_ 8.3.2 望远镜的基本类型与工作原理 206
M|5]#2J_2 8.3.3 望远镜的技术指标 207
?I2k6%a 8.4 显微镜 209
t#pqXY/;D 8.4.1 显微镜的历史发展背景 209
-8Jl4F , 8.4.2 显微镜的基本工作原理与技术指标 210
Z:lB:U'o 8.4.3 显微镜的光束限制 211
]AZ\5C-J 8.4.4 显微镜的分辨力与有效放大率 212
2u*h*/ 8.5 照相机与投影仪 216
PMN2VzE4{ 8.5.1 照相机的历史发展背景 216
SXo[[ao 8.5.2 照相机的基本工作原理与性能参数 216
O`[iz/7m 8.5.3 投影仪的历史发展背景 220
MpIw^a3(r 8.5.4 投影仪的基本工作原理与性能参数 220
mj~N]cxB 8.6 光学成像系统的像质评价简介 222
Y =g>r]2 8.7 光学传递函数、人眼模型和虚拟现实应用 223
|IX` ( 8.7.1 光学传递函数像质评价基本概念 223
|
2.e0Z]k 8.7.2 人眼的Zemax模型和在虚拟现实(VR)中的应用 225
"gbnLKs 思考题 230
(O_t5<A*X 计算题 231
,+\4
'` 第9章 Zemax中的优化、公差与若干设计案例 233
\5_P5q:` 9.1 Zemax优化方法简介 233
/,Dwu?Lcqp 9.1.1 优化方法概述 233
N5f0|U& 9.1.2 光学系统数学建模 234
qaMZfA 9.1.3 Zemax中评价函数的定义 236
9oje`Ay 9.1.4 Zemax操作符的定义 237
przubMt 9.1.5 默认评价函数 238
),;D;LI{S 9.2 Zemax公差分析简介 239
Ck3QrfM 9.3 若干光学系统设计实例 242
N(_
.N6 9.3.1 优化设计双透镜光纤对接耦合系统 243
Q k;Kn 9.3.2 优化非球面镜实现半导体
激光器与单模光纤的高效耦合 255
jV4hxuc$ 9.3.3 基于偏振元件的光环形器设计 264
xOVA1pb, 9.3.4 库克三片式成像镜头设计 272
dI_r:xN 9.3.5 苹果手机镜头剖析 279
t(j_eq}J 思考与练习题 292
8_<&f%/ 参考文献 294
uP(B<NfL:' cVB|sYdf
?@lx >w2Q1! 作者:施跃春,陈家璧 编
z)&naw. x5fgF; 定 价:56
k(-Z@ Z{a{H X[Jx 出 版 社:电子工业出版社
c_qcb7<~. Z:UgozdC 出版日期:2022年03月01日
b(|%Gbg@c pcRF:~TE 页 数:308
?#BZ `H '0R/6Z|/Y 装 帧:平装
!cN?SGafZI QIij>!c4 ISBN:9787121430510
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