[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。 lv_%  
PG[O?l  
目录 @^6OV)  
第1章  几何光学基本定律与成像基本概念    1 )wzs~Fn/  
1.1  几何光学的基本概念    1 |SukiXJZF  
1.1.1  几何光学中的光源与光束    1 3nC#$L-   
1.1.2  几何光学的基本定律    2 &t|V:_?/x  
1.1.3  费马原理    4 JX$NEq(  
1.2  光学系统及成像的基本概念    7 \I
f!5N  
1.3  Zemax的界面简介与光学建模方式    9 [piF MxZP  
1.3.1  Zemax的界面简介    9 Yn]yd1  
1.3.2  Zemax光学建模与基本计算流程    11 @TPgA(5NR  
思考题    12 SOQ-D4q  
计算与证明题    12 `e'o~oSu  
第2章  共轴球面系统的成像理论    13 IH5} Az  
2.1  几何光学中的符号规则    13 xgqv2s>
L  
2.1.1  线段    14 Fif^V  
2.1.2  角度    14 ~eOj:H  
2.1.3  符号规则的意义    15 E(3+o\w  
2.1.4  符号的标注    15 imCl{vt(kj  
2.2  单折射球面成像    15 fy=C!N&/  
2.2.1  实际光线单折射球面的光路计算    15 |U$de2LF  
2.2.2  近轴区域单折射球面光路计算    18 mx(%tz^t  
2.2.3  近轴区域单折射球面成像规律    19 0H&U=9'YT
 
2.2.4  细光束大视场入射情况与场曲    23 ""v`0OP&J  
2.3  共轴球面系统成像    25 VO;UV$$  
2.3.1  共轴球面系统近轴区域的转面过渡公式    26 K!D!b'|bb  
2.3.2  共轴球面系统近轴像面位置计算    27 pM'IQ3N  
2.4  单个反射球面的成像    29 #[0\=B-  
2.5  Zemax中的像差评价与镜面参数设置    31 VfA5r`^  
2.5.1  Spot Diagram与Ray Aberration简介    31 9H, &n
ET  
2.5.2  纯离焦    35 +V+*7s%fL  
2.5.3  纯球差    37 ZDkD%SCy  
2.5.4  球差和离焦    39 CNRU"I+jU  
2.5.5  自动优化设计概念初步    40 "kBqY+:Cn  
思考题    43 BXK::M+  
计算与证明题    43 )4L%zl7  
第3章  理想光学系统    45 fov=Yd!  
3.1  理想光学系统的基本理论    45 kGuk -P  
3.2  理想光学系统的基点、基面    46 9<(K6Q  
3.2.1  焦点、焦面与焦距    47 a[74%L?  
3.2.2  主面与主点    48 @U /3iDB\  
3.2.3  节点    49 O*J_+6  
3.3  理想光学系统的物像解析关系    49 F2PLy q  
3.3.1  物像位置计算    49 7=p-A_X  
3.3.2  放大率及相互关系    51 K)Xs L  
3.4  理想光学系统的图解法    54 Oz#EGjz  
3.5  理想光学系统的组合    58 rv%ye H  
3.5.1  双光组光学系统    59 /@:up+$  
3.5.2  多光组光学系统正切计算法    61 nvs}r%1'5  
3.6  透镜    63 #?$'nya*u  
3.6.1  单折射球面的基点、基面与焦距    63 <`p75B  
3.6.2  透镜的基点与焦距    64 igj={==m  
3.6.3  薄透镜与薄透镜组    70 _+Jf.n20  
3.7  单透镜与双透镜的Zemax设计实例    72 .KU
SNrs'  
3.7.1  单透镜Zemax设计实例    72 6mF{ImbRbS  
3.7.2  双胶合透镜Zemax设计实例    77 Id.Z[owC`Y  
计算题    81 l@tyg7CwY  
第4章  平面系统    84 e@,u`{C[  
4.1  平面折射与平行平板玻璃成像性质    84 -wfRR>)d  
4.1.1  平行平板的成像性质    84 g",wkO|  
4.1.2  平行平板的等效空气层的概念    86 >NH4A_  
4.2  平面反射镜    88 ^QXw[th!d  
4.2.1  平面反射镜的成像特性    89 CmJ?_>  
4.2.2  平面反射镜的旋转效应    90 )pZekh]v  
4.2.3  两面角镜的成像特性    91 Z4HA94  
4.3  反射棱镜    92 y3KcM#[  
4.3.1  反射棱镜的基本概念    92 2i7i\?<.  
4.3.2  反射棱镜系统的物像坐标变换规律    94 RhV:Z3f`6  
4.3.3  反射棱镜的展开与结构尺寸计算    95 $p0 /6c  
4.4  折射棱镜和楔镜    99 WBw M;S#%  
4.4.1  折射棱镜    99 e:$
7^Y,U/  
4.4.2  楔镜    100 1~R$$P11[9  
4.5  Zemax中的坐标断点    102 1A?\BJ"  
4.5.1  Zemax中的坐标系    102 `dgM|.w5=  
4.5.2  坐标变换    103 ,XeyE;||  
4.5.3  Zemax中的坐标断点设置    104 yWv<A^C&  
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 ` Y{>2UFX  
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 joChML_  
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 tIyuzc~U  
思考题    115 TDAWI_83-  
计算题    116 up3?$hUc.  
第5章  光学系统的光束限制    118 8NaL{j1`  
5.1  光学系统中的孔径光阑、入射光瞳与出射光瞳    118 SY$J+YBLM  
5.1.1  孔径光阑的判断    119 `sk!C7%  
5.1.2  入射光瞳与出射光瞳    121 |%'6f}fnE  
5.2  视场光阑、窗与渐晕    124 {*?sVAvj  
5.2.1  视场光阑    124 2<[eD`u  
5.2.2  入射窗与出射窗    125 d`9W  
5.2.3  渐晕    126 J7'f@X~nM  
5.3  光学系统的景深    131 n%0]V Xx#  
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 /B,:<&_-  
5.5  Zemax中渐晕的设计方法    140 ggm2%|?X  
5.6  Zemax的多重结构设计——反射式扫描系统设计    146 |RR
%bQ^{  
计算题    149 *%T)\\H2  
第6章  光度学基础    151 T|o`a+?  
6.1  光能和光度学的基本概念    151 I!$jYY2  
6.1.1  立体角的概念    151 gf68iR.Gs  
6.1.2  辐射通量、光谱光视效率与光通量    153 }A4nJ>`tq  
6.1.3  光亮度、发光强度、光出射度和光照度    155 9TVB<}0G  
6.1.4  光学系统中光亮度和光通量的传递    159 J+)'-OFt0  
6.2  光学系统中的光能损失分析与计算    161 =
y<">-  
6.2.1  光学系统中的光能损失分析    162 ]a$Wxvgq  
6.2.2  光学系统的透过率计算    164 =zeFK_S!  
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 }O,U2=Hw`]  
6.3.1  相对照度    164 LbJtpwz>z  
6.3.2  镀膜    165 yaH Trh%  
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 .7 (DxN  
计算题    173 5l41Q  
第7章  像差理论    174 6X@mPj[/  
7.1  单色像差    174 DR k]{^C~  
7.1.1  轴上点与轴外点像差    174 AVXX\n\_  
7.1.2  正弦差与彗差    177 NXzU0  
7.1.3  像散    180 ?xtt7*'D  
7.1.4  场曲    181 a'@-"qk  
7.1.5  畸变    183 lpl8h4d  
7.2  色差    184 }Vvsh3  
7.2.1  位置色差    184 ^ckj3Y#;  
7.2.2  放大率色差    184 u.Mqj"o\  
7.3  Zemax中的像差模拟与分析    185 ,M\j%3
 
7.3.1  球差    185 SU?wFCGT%  
7.3.2  彗差    187 UI!6aVL.  
7.3.3  像散    189 \*f;!{P{  
7.3.4  场曲    189 aB6Ye/Io  
7.3.5  畸变    191 #/OUGeJ  
7.3.6  色差    192 z 0~j  
第8章  实际光学系统    196 ,f}h}  
8.1  人眼光学系统与视光学    196 =2^Vgc  
8.1.1  人眼的构造    196 FE/$(7rM  
8.1.2  人眼的主要特性    197 >f&xJq  
8.1.3  双眼立体视觉    201 \'n$&PFe  
8.2  放大镜    202 oi7 3YOB  
8.2.1  目视光学仪器的工作原理    203 9*#$0Y=  
8.2.2  放大镜的视觉放大率    203 B|cA[  
8.2.3  放大镜光束限制    204 : @'fpN  
8.3  望远镜    205 {mNdL J  
8.3.1  望远镜的历史发展背景    205 o_iEkn  
8.3.2  望远镜的基本类型与工作原理    206 12idM*  
8.3.3  望远镜的技术指标    207 h^}_YaT\  
8.4  显微镜    209 }<vvxi  
8.4.1  显微镜的历史发展背景    209 mO#I nTO  
8.4.2  显微镜的基本工作原理与技术指标    210 N<9w{zIK(  
8.4.3  显微镜的光束限制    211 Rr%tbt.sE  
8.4.4  显微镜的分辨力与有效放大率    212 ./$ <J6-J  
8.5  照相机与投影仪    216 jvu N  
8.5.1  照相机的历史发展背景    216 KwS`3 6:  
8.5.2  照相机的基本工作原理与性能参数    216 EPc!p>  
8.5.3  投影仪的历史发展背景    220 ]Z_$'?f  
8.5.4  投影仪的基本工作原理与性能参数    220 L>SZgmV+  
8.6  光学成像系统的像质评价简介    222 g^1r0.Sp{8  
8.7  光学传递函数、人眼模型和虚拟现实应用    223 _3|6ZO  
8.7.1  光学传递函数像质评价基本概念    223 8KFj<N>'  
8.7.2  人眼的Zemax模型和在虚拟现实（VR）中的应用    225 SU/G)&Mi  
思考题    230 t
)LU\!  
计算题    231 sF y]+DB  
第9章  Zemax中的优化、公差与若干设计案例    233 x8Q~VVZr  
9.1  Zemax优化方法简介    233 Zp`~}LV{  
9.1.1  优化方法概述    233 Zb]/nP1P  
9.1.2  光学系统数学建模    234 bZiyapM  
9.1.3  Zemax中评价函数的定义    236 !~WZ_z  
9.1.4  Zemax操作符的定义    237 ugno]5Ni  
9.1.5  默认评价函数    238 pjACFVMFX  
9.2  Zemax公差分析简介    239 sH%&+4!3  
9.3  若干光学系统设计实例    242 s3seK6x'  
9.3.1  优化设计双透镜光纤对接耦合系统    243 d>&\V)E  
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 V{!lk]p}a  
9.3.3  基于偏振元件的光环形器设计    264 `aIG;@
Z  
9.3.4  库克三片式成像镜头设计    272 5:c;RRn  
9.3.5  苹果手机镜头剖析    279 m=H_?W;  
思考与练习题    292 kfXS_\@iW1  
参考文献    294 `qE4U4  
zhX;6= X2  

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作者:施跃春,陈家璧 编 zO%w_7w  
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定  价:56 \*uugw,\y  
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出 版 社:电子工业出版社 v;Es^ YI  
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出版日期:2022年03月01日 "J& (:(:  
L?HF'5o  
页  数:308 0(8gQ 2n  
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装  帧:平装 vO]J]][  
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ISBN:9787121430510 ;}D-:J-z_  
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 (2022-05-25 19:28)  XWtiwf'K  

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