《应用
光学与
光学设计基础(第2版)》是一本涵盖应用光学成像基本理论、光度学与色度学基础、典型应用
光学系统以及光学系统像质评价与应用
ZEMAX软件进行光学设计基本方法等丰富内容的核心专业基础性教材与参考书。
9~\kF5Q" &&>tf%[ w.{&=WTr XMIbUbUk- 平装:593页
'jg3 品牌:高等教育出版社
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XXZaKgsq dl-l"9~;
_fk#< 7- d.ZG 目录
#-VMg+14 第一篇几何光学的基本概念与成像理论
YwEpy(}hJm 第1章几何光学基本定律与成像基本概念
r,1e 'd: 1.1几何光学的基本概念
7,
}
$u 1.1.1光波
=uHnRY 1.1.2光源(发光体,发光点)
%r\n%$@_ 1.1.3波面
V9yl4q-bL 1.1.4光线
thlY0XCq,% 1.1.5光束
LW6ZAETyL 1.2光的传播规律——几何光学的基本定律
`r"+644 1.2.1光的直线传播定律
y&~w2{a 1.2.2光的独立传播定律
\>. LW9 1.2.3反射定律与折射定律
/6uT6G+(z} 1.2.4折射率
`4?~nbz 1.2.5反射光与折射光的能量分布
=ac_,]z 1.2.6全反射(完全内反射)及其应用
d[^KL;b?6 1.2.7光路的可逆原理
Jzji&A~ 1.2.8光线在折射率连续变化的非均匀介质中的传播规律
yF}OfK?0f 1.3费马原理
2jJmE&)7, 1.4马吕斯定律
<*ZJaBwWU~ 1.5光学系统及成像的基本概念
z;f2*F 1.5.1光学系统的基本概念
E51dV:l 1.5.2成像的基本概念
.T<=z 习题1
>eQr<-8 思考题1
SvM6iZ] 第2章共轴球面系统的成像理论
!l?.5Pm]) 2.1子午面内实际光线经共轴球面系统折射的光路计算公式
t.8 GT&p 2.1.1符号规则
RcG0 8p.) 2.1.2实际光线经(单折射)球面折射的光路计算公式
wcSyw2D 2.1.3实际光线经共轴球面系统的光路计算公式
{'sY|lou 2.1.4轴上单色物点经单折射球面成像性质的分析
/@ !CKh` 2.2单折射球面的近轴光路计算公式与近轴成像规律
>2$5eI 2.2.1单个折射球面的近轴光路计算公式
h+p*=|j` 2.2.2单折射球面的近轴成像规律
RoA?p;]< 2.3 共轴球面系统的近轴像面位置与放大率的计算
:bV mgLgG 2.3.1共轴球面系统近轴区的转面过渡公式组
l:0s2 2.3.2共轴球面系统近轴像面位置的计算
6oaazB^L 2.3.3共轴球面系统近轴区的拉—赫不变式与放大率计算
omO
S=d!o 2.4球面反射镜的成像规律
y.5/?{GL 2.4.1球面反射镜的物像位置关系式
?_x
q- 2.4.2球面反射镜的成像放大率与拉—赫不变式
yzw mT 2.4.3球面反射镜的应用
KH)D08 习题2
`e9$,h|4 思考题2
cMyiW$; 第3章理想光学系统的成像理论
1wzqGmjmt 3.1理想光学系统与“共线成像”的基本概念
[${
QzO 3.2共轴理想光学系统的基点、基面与焦距
,g-EW
jN 3.2.1主面和主点
~\ ,w { 3.2.2焦点和焦面
D0k
8^ 3.2.3焦距
t*z~5_/ 3.2.4节点、节面
Re:jVJgBz 3.3理想光学系统物像间的解析关系
9CA^B2u 3.3.1决定光学系统物像共轭点位置的基本公式
^4r73ak/): 3.3.2理想光学系统拉一赫不变式与系统物方、像方的焦距比
>_rha~ 3.3.3理想光学系统的诸放大率及其相互关系
i|w8.}0 3.3.4光束的会聚度与光学系统的光焦度、屈光度
/MY9
> 3.4理想光学系统的图解求像方法
IdYzgDH 3.4.1 光线描迹图解法
d(vsE%/! 3.4.2直角坐标图解法
Zfk*HV#\ 3.5理想光学系统的物像关系特性曲线
l Z#o+d2Y 3.5.1物像位置共轭特性曲线
\!( 3.5.2放大率特性曲线
E$W{8?:{ 3.6光学系统的基本类型
/? r?it 3.6.1焦距f和f′具有相反符号的系统——第一型系统
QM3,'?ekRH 3.6.2焦距f和f′具有相同符号的系统——第二型系统
Z3>N<u8) 3.7理想光学系统的组合
gu #-O?B 3.8透镜
O^/Maa/D1 3.8.1单折射球面的基点、基面位置与焦距
]| N3eu 3.8.2透镜(厚
透镜)的基点位置与焦距计算公式
{x'GJtpb 3.8.3薄透镜与薄透镜组
`D9]*c
!mO 3.9理想光学系统共轴多光组复合的实用方法
`cPywn@uGZ 3.9.1正切计算法
-':Y\:W 3.9.2截距计算法
x~.:64 3.10实际光学系统基点位置和焦距的计算
91Uj}n% 3.10.1求像方基点位置与焦距——正向光路计算
R[49(>7H4 3.10.2求物方基点位置与焦距——反向光路计算
}2K $^uR 习题3
USFDy 思考题3
8ElKD{.BU8 第4章矩阵方法在近轴光学中的应用
)p!7#v/@f 4.1共轴球面系统的作用矩阵
4w#``UY)' 4.1.1折射矩阵
J=pztASt 4.1.2传递矩阵
!61Pl/uQ 4.1.3共轴球面系统的作用矩阵
Pnd`=%w%] 4.2共轴球面系统的物像关系矩阵
nW;g28 4.3矩阵方法在薄透镜系统中的应用
D;UV&.$'v 习题4
sAg Kg=) 第5章平面元件与棱镜系统
sXd8rj:o 5.1平面折射与平行平板玻璃的成像性质
:4^\3~i1X 5.1.1光线经过平面的折射
mxb06u_ 5.1.2光线经平行平板玻璃的折射
spasB=E 5.1.3平行平板玻璃的“等效空气层”概念
"t^URp3 5.2折射棱镜
0IQ'3_ 5.3楔镜
odg<q$34 5.4平面反射镜与平面镜系统
O?<&+(uMTT 5.4.1平面镜的成像特性
jy]JiQB 5.4.2平面镜的旋转效应
PjN =k; 5.4.3两面角镜的成像特性
+ >cBVx6 5.5反射棱镜
C7H/N<VAq 5.5.1反射棱镜的基本概念
}(egMx;"3J 5.5.2反射棱镜的视场角
<>m }}^ 5.5.3平面反射系统的转像规律分析
K|DWu8 5.5.4反射棱镜的展开及其理论结构尺寸的计算
' B 5.5.5棱镜的偏差
*D'$"@w3 5.6光学铰链
C/(M"j M 5.7矢量分析计算方法在平面镜系中的应用
c)@>zto# 5.7.1矢量形式的反射定律
Z}|(FRVk 5.7.2矢量形式的折射定律
OgF+OS 5.7.3矢量绕定轴转动公式
Ela-,(Glk 5.8平面反射系统中物像关系的矩阵表示方法
Yq(G;mjM 习题5
*xp\4;B
第6章眼睛与典型目视光学系统的工作原理
&-5_f*{ 6.1 眼睛
\,J/ r! 6.1.1眼睛的构造和主要光学常数
8ssJ<LP 6.1.2模型眼与简化眼
PQ@L+],C 6.1.3眼睛的主要特性
31EyDU,W 6.2放大镜和显微镜系统的工作原理
4(-bx.V 6.2.1放大镜的工作原理
c{[q>@y
pK 6.2.2显微镜的工作原理
)P7)0c 6.3 望远系统的工作原理
:ujCr. 6.3.1望远系统的工作原理与主要性质
UX]L;kI 6.3.2望远系统的视角放大率
3pmWDG6L 6.3.3望远(镜)系统的基本类型
w,R[C\#J 6.4 目视光学仪器的视度调节
kh%{C]".1 6.5 理想光学系统的分辨率
YDGS}~m~Q 习题6
D~o$GW% 第7章光学系统中光束的限制
Jk0r&t7 7.1实际光学系统中的光阑及其作用
kD[ r.Dma 7.2光学系统的孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳
sl2@umR7%( 7.3视场光阑、窗以及渐晕的概念
ZylJp8U 7.3.1视场光阑、入射窗和出射窗
V^Hu3aUx8
7.3.2渐晕
S~]mWxgZ 7.4光阑设置的原则和几种典型系统光束限制的分析
;W>Y:NCrp 7.4.1光阑设置的原则
G<M:Ak+~ 7.4.2几种典型光学系统的光阑设置与光束限制
.Vq)zi1< 7.5远心光路(焦阑光路)(米)
c*UvYzDZL 7.5.1物方远心光路
D/h/Y) Y 7.5.2像方远心光路
'_b.\_s-d 7.6场镜
s|y:UgD 7.7物空间在平面上成像的清晰深度——光学系统的景深
0zY(:;X 7.7.1照相物镜的成像空间深度
%p
X6QRt? 7.7.2望远系统的成像空间深度
f{0F|w<gf 习题7
x1 1U@jd+1 第二篇光度学与色度学基础
Ge d [#Q 第8章光度学的基本概念与光学系统中光能损失的计算
JF/,K"J 8.1光能与光度学的基本概念
Mkq( T[) 8.1.1立体角的概念与计算
_w*}\~`=^ 8.1.2辐(射能)通量、光谱光视效率(视见函数)与光通量
pu,?<@0YK 8.1.3发光强度
6=N`wi 8.1.4(光)照度
XR!us/U`a 8.1.5光出射度
V34hFa 8.1.6(光)亮度
hVUP4 A 8.1.7光度学各主要光度量名称、单位及其换算关系
oq*N_mP0
8.2光学系统中光通量与光亮度的传递
BPr^D0P 8.2.1光束在均匀透明的同种介质中的传播
c)0amM 8.2.2光束在介质分界面折射、反射后,光亮度的变化规律
3Tq\BZ 8.3光学系统中光能损失的计算
P9T5L<5 8.3.1光学系统中光能损失的分析与计算
2Hum!p:1 8.3.2光学系统透过率的计算
q64k7<C, 8.4像平面的照度
)J?{+3 8.4.1轴上像点照度公式
rxme(9M 8.4.2轴外像点的照度公式
i_][PTH 8.5眼睛直接观察与通过仪器观察时像的主观亮度
rWh6RYd<T 8.5.1眼睛直接观察物体时像的主观亮度
J9T3nTfL 8.5.2通过仪器观察时像的主观亮度
cQ:"-!ff 习题8
9Ct` 第9章色度学基础
[yj).*0 9.1颜色视觉与色度学的基本概念
:iR \% 9.1.1人眼的颜色视觉特性
KN"S?i]X 9.1.2颜色的分类与彩色的三特性
+y 87~]] 9.1.3颜色的混合与匹配
X,8<oX1r 9.2标准色度系统与色度计算
Z0De!?ALV\ 9.2.1CIE1931-RGB色度系统
sE{ pzPq! 9.2.2CIE1931标准色度系统
>%E([:$A 9.2.3CIE1964补充标准色度系统
mZIoaF>t 9.2.4均匀色品图及均匀颜色空间
PR|R`.QSs 9.2.5CIE标准施照体与标准
光源 8.bKb<y 9.2.6CIE色度计算举例
h d~$WV0# 第三篇典型应用光学系统
m5G \}8| 第10章
望远镜与望远系统外形尺寸计算
kF7V.m/~o 10.1望远镜中的转像系统
*Ei|fe$sa 10.1.1棱镜转像系统
&_5tqh 10.1.2透镜转像系统
4 g.
bR 10.2望远镜的变倍——可变放大率的望远镜
W(RF n`g\ 10.2.1间断变倍望远系统
3sCFHn#c 10.2.2连续变倍望远系统
n}xhW'3hU= 10.3望远系统的调焦方式内调焦望远镜
c"!lwm3b 10.3.1外调焦系统
q2:K4 10.3.2内调焦系统——内调焦望远镜
PM":Vd/ 10.4光学测距原理与系统
L!_ZY 10.4.1单眼(合像)测距仪
q %A?V_ 10.4.2双眼体视测距仪
v+"rZ 10.5望远(镜)系统的光学性能与主要技术要求
,&U4a1%i#c 10.5.1分辨率α
!se0F.K 10.5.2视放大率г
i*R,QN) 10.5.3视场角2ω
OdI\B 10.5.4出瞳直径D′
0N=X74 10.5.5出瞳距离lZ′
.lhn;*Yi 10.6望远系统的物镜和目镜
_if|TFw;h 10.6.1望远物镜的光学特性和类型
|+ge8uu?C 10.6.2望远系统目镜的特点及常用类型
63?)K s 10.7望远系统的外形尺寸计算
midsnG+jnf 10.7.1光学系统外形尺寸计算的主要任务与内容
JN6-Z2 10.7.2望远系统的外形尺寸计算举例
KNgH|5Pb 10.8 光学天文望远镜的发展与LAMOST的创新
'2zL.:~ 10.8.1光学天文望远镜的简要发展历程
Z['\61 10.8.2大天区面积多目标
光纤光谱天文望远镜(LAMOST)
gfU-"VpHE 第11章显微镜
pS 4&w8s 11.1概述
avp;*G} 11.2显微镜光学系统的基本组成与光学连接尺寸
7 1W5.! 11.2.1显微镜光学系统的基本组成
1p`+ 11.2.2显微镜的光学连接尺寸
Pag63njg? 11.3显微镜的光学特性与主要光学性能指标
-VDo[Zy 11.3.1显微镜的光束限制结构特点
JFL>nH0mk. 11.3.2显微镜的视场光阑和视场
}G$]LWgQx 11.3.3显微镜的分辨率
1r r@ 11.3.4显微镜的放大倍率及适用放大倍率
2S`?hxAL 11.3.5显微镜的成像深度(景深)
^0W(hA 11.4显微镜的物镜和目镜
!A8^Xmz" 11.4.1显微物镜
Y<\^7\[x 11.4.2显微目镜
CLKov\U\ 11.5显微镜的
照明系统(米)
+a=
0\lpOy 11.5.1对照明系统的要求
{+zJI-XN/ 11.5.2主要的照明方式与照明系统
2WM\elnA 第12章照相与投影系统
y%]8'q$ 12.1照相机的工作原理
.'[/|4H 12.2照相物镜的主要性能与基本类型
8|twV35 12.2.1照相物镜的主要性能
uQLlA&I" 12.2.2照相物镜的基本类型
RANPi\] 12.2.3变焦距照相物镜(*)
`P+(&taT 12.3 照相机的分类和基本结构
vjViX<#(V 12.3.1照相机的分类
!}3,B28 12.3.2传统胶片式单反照相机的基本结构
AV&yoag1 12.3.3数码照相机的原理、主要性能
参数及特点
E&
36H 12.4放映投影系统的工作原理及其类别
o?Sla_D 12.5投影系统与投影物镜的主要光学性能参数
bAxTLIf 12.6微显示投影机(★)
e`{0d{Nd 第13章纤维光学与光纤传像系统
6*GjP ;S= 13.1阶跃光纤的传光机理与主要性能参数
/7$mxtB5%L 13.1.1阶跃光纤中光波传播规律分析——表面波机理
s_jBu 13.1.2光在阶跃直圆柱光纤中的传播规律及主要性能参数
2>S~I"o0 13.2阶跃多模光纤与单模光纤
z*~YLT& 13.2.1阶跃多模光纤传输的模式与归一化波导常数V
MrE<vw@he 13.2.2单模光纤
F>|9 52 13.3渐变折射率光纤的传光机理与自聚焦透镜的成像特性
qUhRu>
13.3.1非均匀介质中的光线理论——程函方程与光线微分方程
c)C 5KaiPG 13.3.2平方律分布的自聚焦光纤中的光线传播轨迹与规律分析
wCZO9sU:6= 13.3.3自聚焦透镜的成像规律——近轴成像
`NwdbKX 13.4无源光纤传像原理、器件与系统
_J?SIm 13.4.1光纤传像束的传像机理与主要性能指标
;'RFo?u K 13.4.2光纤传像系统(光纤望远系统,光纤内窥镜)
4YbC(f 第四篇 光学系统的像质评价与应用ZEMAX
hN`gB#N3 软件进行光学设计的基本方法
t\j!K2 第14章光学系统的像质评价
a
ib}`l 14.1用几何像差表征光学系统像质的基本概念与方法
&J"YsY 14.1.1轴上点的光束结构与像差
FN"rZWM 14.1.2轴外点的子午与弧矢光束结构与像差表示
nYv#4* 14.1.3垂轴几何像差
hQh9ok8S 14.2几何点列图的像质评价方法
67<CbQZoN3 14.3光学系统成像质量的波像差表示与瑞利判据
[j6~}zu@ 14.4基于点扩散函数的空域像质评价方法(中心点亮度)与斯特列尔准则
V*B0lI7`B 14.5光学传递函数评价像质的基本概念
&jts:^N> 14.6典型光学系统成像质量评价与指标
%u]6KrG18b 14.6.1望远镜与显微镜成像质量评价
?)A2Kw>2 14.6.2照相系统与摄影物镜像质评价
4sY[az 14.7ZEMAX中的像质评价方法
p?rK`$U+J 第15章应用ZEMAX的光学自动设计原理与方法
}F{=#Kqn^ 15.1光学自动设计基本概念
vrcE]5(:s 15.1.1光学自动设计基本原理
I"!'AI- 15.1.2阻尼最小二乘法
y~#\#w{ 15.1.3评价函数的构成与权因子
|paP<$ 15.2ZEMAX评价函数
l[n@/%2 15.2.1ZEMAX评价函数的构建
SR*Gqx 15.2.2ZEMAX评价函数中的操作符
4e%8D`/=M 15.2.3默认评价函数
!y vJpdsof 15.3常用几何像差控制在评价函数中的实现
:zL 393( 15.3.1ZEMAX中内建几何像差控制符与特点
5}<[[}( 15.3.2评价函数中常用独立几何像差复合控制操作符的构建
dt-K 15.4利用ZEMAX像质优化与设计举例
nlfPg-78B+ 15.4.1消色差双胶合望远镜物镜设计
dXP6"V@iI 15.4.2光路中有棱镜的望远物镜设计
<Ry$7t, 15.4.3显微物镜设计
wkT;a&_ 15.4.4目镜设计
?R?Grw)`H 15.4.5变焦物镜设计
&G{2s J5{ 参考文献