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。
;PS[VdV uu#ALB
Jm 目录
DeXnE$XH 第1章 几何光学基本定律与成像基本概念 1
mGL%<4R, 1.1 几何光学的基本概念 1
00b
)B g 1.1.1 几何光学中的
光源与光束 1
deeOtco$LT 1.1.2 几何光学的基本定律 2
g-*@I`k[ 1.1.3 费马原理 4
ZfvFs 1.2 光学系统及成像的基本概念 7
"me Jn/ 1.3 Zemax的界面简介与光学建模方式 9
^=R>rUCmv 1.3.1 Zemax的界面简介 9
hrcR"OZ~X 1.3.2 Zemax光学建模与基本计算流程 11
H%faRUonz 思考题 12
d(To)ly. 计算与证明题 12
2@e<II2ha8 第2章 共轴球面系统的成像理论 13
[%QJ6 2.1 几何光学中的符号规则 13
R
)?8A\<E 2.1.1 线段 14
Yj0Ss{Ep 2.1.2 角度 14
7~ |o_T 2.1.3 符号规则的意义 15
! *pK# 2.1.4 符号的标注 15
e?Cbl' 2.2 单折射球面成像 15
:1.$7Wt 2.2.1 实际光线单折射球面的光路计算 15
\f{C2d/6j 2.2.2 近轴区域单折射球面光路计算 18
nHT2M{R 2.2.3 近轴区域单折射球面成像规律 19
m! p'nP
2.2.4 细光束大视场入射情况与场曲 23
Sl 6}5 2.3 共轴球面系统成像 25
W"wP% 2.3.1 共轴球面系统近轴区域的转面过渡公式 26
Xv:<sX 2.3.2 共轴球面系统近轴像面位置计算 27
y!aq}YS 2.4 单个反射球面的成像 29
#~p1\['|M 2.5 Zemax中的像差评价与镜面参数设置 31
.}CPZ3y 2.5.1 Spot Diagram与Ray Aberration简介 31
;TaT=% 2.5.2 纯离焦 35
ze#LX4b I 2.5.3 纯球差 37
Q>Q$BCD5 2.5.4 球差和离焦 39
<cepRjDn 2.5.5 自动优化设计概念初步 40
!vett4C* K 思考题 43
=AR'Pad 计算与证明题 43
:5CwRg 第3章 理想光学系统 45
"&C'K 3.1 理想光学系统的基本理论 45
@+xkd(RfN 3.2 理想光学系统的基点、基面 46
x%x[5.CT 3.2.1 焦点、焦面与焦距 47
5RlJybN"o 3.2.2 主面与主点 48
g<.VW0 3.2.3 节点 49
?}lCS7& 3.3 理想光学系统的物像解析关系 49
O[`n{Vl/ 3.3.1 物像位置计算 49
Iqo4INGIi 3.3.2 放大率及相互关系 51
t3bDi/m 3.4 理想光学系统的图解法 54
^(&:=r.PC 3.5 理想光学系统的组合 58
S)Ld^0w 3.5.1 双光组光学系统 59
# <&=ZLN 3.5.2 多光组光学系统正切计算法 61
QZ{:#iuig 3.6 透镜 63
teM&[U 3.6.1 单折射球面的基点、基面与焦距 63
UGR5ILf 3.6.2 透镜的基点与焦距 64
Txw,B2e)> 3.6.3 薄透镜与薄透镜组 70
+o_`k! 3.7 单透镜与双透镜的Zemax设计实例 72
nTYqZlI, 3.7.1 单透镜Zemax设计实例 72
,L_p"A 3.7.2 双胶合透镜Zemax设计实例 77
=ohdL_6 计算题 81
Vr5a:u' 第4章 平面系统 84
TWxMexiW 4.1 平面折射与平行平板玻璃成像性质 84
9`c :sop 4.1.1 平行平板的成像性质 84
<cWo]T`X! 4.1.2 平行平板的等效空气层的概念 86
dd$\Q 4.2 平面反射镜 88
O
gycP4z[ 4.2.1 平面反射镜的成像特性 89
nC`=quM9 4.2.2 平面反射镜的旋转效应 90
(>)Y0ki} 4.2.3 两面角镜的成像特性 91
h!)(R< 4.3 反射棱镜 92
q .?D{[2 4.3.1 反射棱镜的基本概念 92
AY * 4.3.2 反射棱镜系统的物像坐标变换规律 94
"w_(p|c m= 4.3.3 反射棱镜的展开与结构尺寸计算 95
zHx?-Q&3 4.4 折射棱镜和楔镜 99
'l<kY\I!% 4.4.1 折射棱镜 99
d5WE^H)E. 4.4.2 楔镜 100
Vuz!~kLYIn 4.5 Zemax中的坐标断点 102
Y
@K9Hl 4.5.1 Zemax中的坐标系 102
wBmbn=>#S 4.5.2 坐标变换 103
1hRC
Bwx 4.5.3 Zemax中的坐标断点设置 104
:!aFfb[" 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
l sUQ7%f 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
[i&tE.7 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
i&?~QQP` 思考题 115
;N4mR6 计算题 116
SZyPl9.b 第5章 光学系统的光束限制 118
Ie+z"&0 5.1 光学系统中的孔径光阑、入射光瞳与出射光瞳 118
/=-E`%R}! 5.1.1 孔径光阑的判断 119
I:Z38xz -[ 5.1.2 入射光瞳与出射光瞳 121
zM)o^Fn2 5.2 视场光阑、窗与渐晕 124
5F0sfX 5.2.1 视场光阑 124
K,^b=_] 5.2.2 入射窗与出射窗 125
,,,5pCi\ 5.2.3 渐晕 126
_39b8s{ 5.3 光学系统的景深 131
6%fU}si, 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
i44KTC"sB 5.5 Zemax中渐晕的设计方法 140
47t^{WrT 5.6 Zemax的多重结构设计——反射式扫描系统设计 146
SUvHLOA 计算题 149
3 #jPQ[+ 第6章 光度学基础 151
[9$>N 6.1 光能和光度学的基本概念 151
`%rqQnVB 6.1.1 立体角的概念 151
Ou,B3kuQ+ 6.1.2 辐射通量、光谱光视效率与光通量 153
7AtJ6 6.1.3 光亮度、发光强度、光出射度和光照度 155
Be}Cj(C 6.1.4 光学系统中光亮度和光通量的传递 159
1FY^_dvH 6.2 光学系统中的光能损失分析与计算 161
W]reQ&<Z 6.2.1 光学系统中的光能损失分析 162
KXR 6.2.2 光学系统的透过率计算 164
;,9|;)U?u 6.3 Zemax中相对照度、镀膜简介及序列/非序列混合模型与
照明设计实例 164
R':a,6O 6.3.1 相对照度 164
9fe~Q%x=u 6.3.2 镀膜 165
WlG/7$ 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
GL
(YC-{ 计算题 173
WRD^S:`BH 第7章 像差理论 174
R=PjLH&) 7.1 单色像差 174
w`i3B@w 7.1.1 轴上点与轴外点像差 174
\d
v9:X$ 7.1.2 正弦差与彗差 177
{L.0jAwB 7.1.3 像散 180
Na[bCt 7.1.4 场曲 181
o>j3<#? 7.1.5 畸变 183
ukhI'alS, 7.2 色差 184
<v0 d8 7.2.1 位置色差 184
i\,#Z! 7.2.2 放大率色差 184
5)EnOT"' 7.3 Zemax中的像差模拟与分析 185
~Uga=& 7.3.1 球差 185
;i Ud3'* 7.3.2 彗差 187
c)lMi}/ 7.3.3 像散 189
w'U;b 7.3.4 场曲 189
="Dmfy7 7.3.5 畸变 191
-KOE2f 7.3.6 色差 192
ucB< 第8章 实际光学系统 196
H?O* 8.1 人眼光学系统与视光学 196
wn|Sdp 8.1.1 人眼的构造 196
?;}2Z) 8.1.2 人眼的主要特性 197
`_z8DA}E 8.1.3 双眼立体视觉 201
xNl_Q8Z?R^ 8.2 放大镜 202
"z7.i{ 8.2.1 目视光学仪器的工作原理 203
6i>xCb 8.2.2 放大镜的视觉放大率 203
Vx?a&{3]- 8.2.3 放大镜光束限制 204
&~uzu{ 8.3 望远镜 205
t[0gN:s 8.3.1 望远镜的历史发展背景 205
cojuU=i 8.3.2 望远镜的基本类型与工作原理 206
&e2") 4oh 8.3.3 望远镜的技术指标 207
&K|CH?
D 8.4 显微镜 209
Q- j+#NGc 8.4.1 显微镜的历史发展背景 209
Jf4D">h 8.4.2 显微镜的基本工作原理与技术指标 210
U%U%a,rA5s 8.4.3 显微镜的光束限制 211
R%54!f0
% 8.4.4 显微镜的分辨力与有效放大率 212
/ 1E6U6 8.5 照相机与投影仪 216
o^5xCK:Oi2 8.5.1 照相机的历史发展背景 216
e|xRK?aVBu 8.5.2 照相机的基本工作原理与性能参数 216
kg9ZSkJr 8.5.3 投影仪的历史发展背景 220
}&EPH}V2n 8.5.4 投影仪的基本工作原理与性能参数 220
s _p?3bKu 8.6 光学成像系统的像质评价简介 222
X[|-F3o 8.7 光学传递函数、人眼模型和虚拟现实应用 223
:8\z 0 8.7.1 光学传递函数像质评价基本概念 223
P(qUx9 8.7.2 人眼的Zemax模型和在虚拟现实(VR)中的应用 225
m!w(Q+*j 思考题 230
r!j_KiUy 计算题 231
m$0T" `AP` 第9章 Zemax中的优化、公差与若干设计案例 233
sIg{a(1/ 9.1 Zemax优化方法简介 233
E3sl"d;~ 9.1.1 优化方法概述 233
\*a7DuVw 9.1.2 光学系统数学建模 234
[
98)7 9.1.3 Zemax中评价函数的定义 236
:/d#U:I 9.1.4 Zemax操作符的定义 237
B-'Xk{ 9.1.5 默认评价函数 238
BTGPP@p4 9.2 Zemax公差分析简介 239
@
L?7`VoE 9.3 若干光学系统设计实例 242
|a/"7B|?\ 9.3.1 优化设计双透镜光纤对接耦合系统 243
m[(2 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
I`zn#U' 9.3.3 基于偏振元件的光环形器设计 264
H8rDG/>^ 9.3.4 库克三片式成像镜头设计 272
Y|>y]x 9.3.5 苹果手机镜头剖析 279
7n}J}8Y*U2 思考与练习题 292
n1!0KOu/N 参考文献 294
/oE@F178 )0~zL} )?
c9r, <TR9 l>H#\MR 作者:施跃春,陈家璧 编
$oe:km1-D U''/y\Z 定 价:56
E<D45C{DP UC\CCDV#^ 出 版 社:电子工业出版社
K'Bq@6@C g `a98+x?JF 出版日期:2022年03月01日
D$!(Iae j^mAJ5 页 数:308
FE" ksi 9 $5s?m\!jZz 装 帧:平装
+Ae4LeVzc j[
kg9z ISBN:9787121430510
9}:%CpD^~I +t,JCY6