[书籍]基于Zemax的应用光学教程（施跃春、陈家璧） [复制链接]

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。 L{0OMyUA  
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目录 yoY)6cn@  
第1章  几何光学基本定律与成像基本概念    1 rU^ghF  
1.1  几何光学的基本概念    1 W>|b98NPu  
1.1.1  几何光学中的光源与光束    1 =]xk-MY"|R  
1.1.2  几何光学的基本定律    2 @"0N@gU  
1.1.3  费马原理    4 x[>_I1TJ  
1.2  光学系统及成像的基本概念    7 8(f0|@x^  
1.3  Zemax的界面简介与光学建模方式    9 ` dUiz5o'  
1.3.1  Zemax的界面简介    9 c3!|h1h/v  
1.3.2  Zemax光学建模与基本计算流程    11 G~tOCp="p  
思考题    12 BG8)bhk;/  
计算与证明题    12 ;)]zv\fC  
第2章  共轴球面系统的成像理论    13 PZhZK VZx  
2.1  几何光学中的符号规则    13 +95dz?~  
2.1.1  线段    14 w@ylRq  
2.1.2  角度    14 pbvEIa-Y4  
2.1.3  符号规则的意义    15 s]%
!  
2.1.4  符号的标注    15 '*ICGKoT  
2.2  单折射球面成像    15 ;,})VoC\!  
2.2.1  实际光线单折射球面的光路计算    15 wX
ZY5-h4  
2.2.2  近轴区域单折射球面光路计算    18 i8):0  
2.2.3  近轴区域单折射球面成像规律    19 DJ[#H  
2.2.4  细光束大视场入射情况与场曲    23 [k=9 +0p  
2.3  共轴球面系统成像    25 (l_de)N7  
2.3.1  共轴球面系统近轴区域的转面过渡公式    26 nW%=k!''  
2.3.2  共轴球面系统近轴像面位置计算    27 U`p<lxRgQ  
2.4  单个反射球面的成像    29 . _t,OX$  
2.5  Zemax中的像差评价与镜面参数设置    31 Odtck9
L  
2.5.1  Spot Diagram与Ray Aberration简介    31 ~S>ba']  
2.5.2  纯离焦    35 *B<I><'G  
2.5.3  纯球差    37 <T/L.>p4  
2.5.4  球差和离焦    39 v 4b`19}  
2.5.5  自动优化设计概念初步    40 *-LU'yM6Yh  
思考题    43 &8i{'k,l  
计算与证明题    43 RS02>$jo  
第3章  理想光学系统    45 +<WT$ddK=5  
3.1  理想光学系统的基本理论    45 n4&j<zAV{  
3.2  理想光学系统的基点、基面    46 j2qfEvU  
3.2.1  焦点、焦面与焦距    47 :tG".z  
3.2.2  主面与主点    48 ;Hr@0f  
3.2.3  节点    49 o5x^"#  
3.3  理想光学系统的物像解析关系    49 LHz<=]?@  
3.3.1  物像位置计算    49 7=*k@9  
3.3.2  放大率及相互关系    51 K$5P_~;QL  
3.4  理想光学系统的图解法    54 )tch>.EQ_  
3.5  理想光学系统的组合    58 RX\O'Zwlj  
3.5.1  双光组光学系统    59 F^G`Jf  
3.5.2  多光组光学系统正切计算法    61 <d`UifqD  
3.6  透镜    63 |3@Pt>Ikl  
3.6.1  单折射球面的基点、基面与焦距    63 3A}8
?  
3.6.2  透镜的基点与焦距    64 jtr=8OiL  
3.6.3  薄透镜与薄透镜组    70 2U+p@}cQUA  
3.7  单透镜与双透镜的Zemax设计实例    72 r3vj o(  
3.7.1  单透镜Zemax设计实例    72 $rYu4^  
3.7.2  双胶合透镜Zemax设计实例    77 J5IJy3d  
计算题    81 SZD2'UaG  
第4章  平面系统    84 M%^laf  
4.1  平面折射与平行平板玻璃成像性质    84 PQ1NQy8  
4.1.1  平行平板的成像性质    84 '="){  
4.1.2  平行平板的等效空气层的概念    86 ,T
oEKId  
4.2  平面反射镜    88 =I}V PxhE7  
4.2.1  平面反射镜的成像特性    89 :8wF0n-'  
4.2.2  平面反射镜的旋转效应    90 kP@OIhRe  
4.2.3  两面角镜的成像特性    91 Q^w]Nj(e_  
4.3  反射棱镜    92 }0>/G?2Yp  
4.3.1  反射棱镜的基本概念    92 M=`Se&-M  
4.3.2  反射棱镜系统的物像坐标变换规律    94 Li^!OHro.  
4.3.3  反射棱镜的展开与结构尺寸计算    95 o9\m?~g!E  
4.4  折射棱镜和楔镜    99 {[~,q\M[  
4.4.1  折射棱镜    99 %~2m$#)  
4.4.2  楔镜    100 bQjHQ"
G  
4.5  Zemax中的坐标断点    102 DP]|}8~L  
4.5.1  Zemax中的坐标系    102 C$gLi8|m  
4.5.2  坐标变换    103 obolDha  
4.5.3  Zemax中的坐标断点设置    104 [KJL%u|8/  
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 Sxu v}y\  
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 dS=,. }  
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 Lpf=VyqC  
思考题    115 q~_jF$9SX  
计算题    116 *60)Vo.=  
第5章  光学系统的光束限制    118 dD<kNa}2  
5.1  光学系统中的孔径光阑、入射光瞳与出射光瞳    118 BIyG[y?qO  
5.1.1  孔径光阑的判断    119 9ksrr{tW  
5.1.2  入射光瞳与出射光瞳    121 lGhUfhk  
5.2  视场光阑、窗与渐晕    124 K_3ZJ  
5.2.1  视场光阑    124 ;f~'7RKy!G  
5.2.2  入射窗与出射窗    125 b;l%1x9r  
5.2.3  渐晕    126 O8o18m8UH  
5.3  光学系统的景深    131 e5KF~0`  
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 cfS]C_6d  
5.5  Zemax中渐晕的设计方法    140 .r'.5RI A  
5.6  Zemax的多重结构设计——反射式扫描系统设计    146 p~ItHwiT  
计算题    149 _0E,@[  
第6章  光度学基础    151 $7YLU{0  
6.1  光能和光度学的基本概念    151 7^=jv~>wP  
6.1.1  立体角的概念    151 M-|2W~YU  
6.1.2  辐射通量、光谱光视效率与光通量    153 1Tr=*b %f  
6.1.3  光亮度、发光强度、光出射度和光照度    155 'WCTjTob/  
6.1.4  光学系统中光亮度和光通量的传递    159 B=`!  
6.2  光学系统中的光能损失分析与计算    161 /p"R}&z  
6.2.1  光学系统中的光能损失分析    162 a!]%@A6p  
6.2.2  光学系统的透过率计算    164 r+u\
jZ  
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 7RJ
W  
6.3.1  相对照度    164 -',Y;0b%  
6.3.2  镀膜    165 j"s(?  
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 (p!AX
<=z  
计算题    173 JH#+E04#  
第7章  像差理论    174 kw'D2692  
7.1  单色像差    174 {*9i}w|2  
7.1.1  轴上点与轴外点像差    174 v^G5 N)F  
7.1.2  正弦差与彗差    177 EMbsKG  
7.1.3  像散    180 t+ ]+Gn  
7.1.4  场曲    181 5Ncd1  
7.1.5  畸变    183 {o`5&EoM  
7.2  色差    184 ^pa).B.`T  
7.2.1  位置色差    184 my6T@0R  
7.2.2  放大率色差    184 ;@hP*7Lm  
7.3  Zemax中的像差模拟与分析    185 $h9!"f[|j  
7.3.1  球差    185 owhht98y(  
7.3.2  彗差    187 H l@rS  
7.3.3  像散    189 M(f'qFY=K  
7.3.4  场曲    189 _P:P5H8  
7.3.5  畸变    191 v%^H9aK_  
7.3.6  色差    192 [:qX3"B  
第8章  实际光学系统    196 {r)M@@[  
8.1  人眼光学系统与视光学    196 *TkABUL  
8.1.1  人眼的构造    196 v( B4Bz2  
8.1.2  人眼的主要特性    197 ZxWV,s&p  
8.1.3  双眼立体视觉    201 9h8G2J o  
8.2  放大镜    202 XjbK!.  
8.2.1  目视光学仪器的工作原理    203 a\MJbBXv  
8.2.2  放大镜的视觉放大率    203 hlZjk0ez  
8.2.3  放大镜光束限制    204 IYPLitT  
8.3  望远镜    205 psVRdluS   
8.3.1  望远镜的历史发展背景    205 ;21JM2JI8  
8.3.2  望远镜的基本类型与工作原理    206 WyETg!b[  
8.3.3  望远镜的技术指标    207 /2@@v|QL  
8.4  显微镜    209 }1wuH  
8.4.1  显微镜的历史发展背景    209 P.Bk-#}$  
8.4.2  显微镜的基本工作原理与技术指标    210 x&d<IU)5  
8.4.3  显微镜的光束限制    211 yrX]w3kr%  
8.4.4  显微镜的分辨力与有效放大率    212 p pq#5t^[)  
8.5  照相机与投影仪    216 u[DV{o  
8.5.1  照相机的历史发展背景    216 -E1}mL}I`  
8.5.2  照相机的基本工作原理与性能参数    216 &AVi4zV  
8.5.3  投影仪的历史发展背景    220 M*N8p]3Cq  
8.5.4  投影仪的基本工作原理与性能参数    220 #z.x3D@^r6  
8.6  光学成像系统的像质评价简介    222 ZSNg^)cN  
8.7  光学传递函数、人眼模型和虚拟现实应用    223 <#-ERQw  
8.7.1  光学传递函数像质评价基本概念    223 :?J$ +bm}  
8.7.2  人眼的Zemax模型和在虚拟现实（VR）中的应用    225 ~08v]j q  
思考题    230 ilP&ctn6+c  
计算题    231 s5HbuyR^  
第9章  Zemax中的优化、公差与若干设计案例    233 o&zV8DE_v  
9.1  Zemax优化方法简介    233 )r~Oj3TH  
9.1.1  优化方法概述    233 6FE[snw  
9.1.2  光学系统数学建模    234 BG"6jQh  
9.1.3  Zemax中评价函数的定义    236 __M}50^  
9.1.4  Zemax操作符的定义    237 ~xCy(dL^}  
9.1.5  默认评价函数    238 0Ju{6x(|  
9.2  Zemax公差分析简介    239 VWi-)  
9.3  若干光学系统设计实例    242 a/ZfPl0Ns[  
9.3.1  优化设计双透镜光纤对接耦合系统    243 KB^IGF  
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 RUEUn  
9.3.3  基于偏振元件的光环形器设计    264 ]x|sTKv2  
9.3.4  库克三片式成像镜头设计    272 So:89T  
9.3.5  苹果手机镜头剖析    279 *sTQ9 Kr  
思考与练习题    292 `PL!>oa(8  
参考文献    294 &Lw| t_y  
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作者:施跃春,陈家璧 编 h4/rw fp^  
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定  价:56 SO)??kQ{U  
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出 版 社:电子工业出版社 p82qFzq#  
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出版日期:2022年03月01日 K"#}R<k8:A  
]mp.KvB  
页  数:308 _ |; bh  
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装  帧:平装 ^%L$$V nG  
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ISBN:9787121430510 X7G6y|4;w  
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