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2019-05-18 18:13 |
超精密自由曲面光学设计、加工及测量技术
超精密自由曲面光学设计、加工及测量技术 [Design,Machining and Measurement Technologies of Ultra-Precision Freeform Optics] Iu-'o B%eDBu
") 学自由曲面的设计、加工及测量技术是一门新兴的学科。《超精密自由曲面光学设计、加工及测量技术》系统介绍了自由曲面光学组件设计、加工、测量的基本理论、最新发展及应用实例,还总结了作者多年从事超精密加工技术研究的成果和经验。全书共分7章,包括自由曲面光学超精密制造技术概述、自由曲面光学设计、超精密加工技术、光学自由曲面超精密测量技术、超精密加工过程仿真及优化、自由曲面光学组件设计、加工及面形测量集成制造技术平台及自由曲面光学设计实例。《超精密自由曲面光学设计、加工及测量技术》可供光学设计及超精密加工的研究人员、相关企业的技术人员与决策者参考,也可作为高等学校相关专业研究生的参考教材。 zJfK4o M$&WM{Pr^ [attachment=93349] (zS2Ndp 4/HY[FT 序 ~tg1N^]kV 前言 (0OSGG9 第1章 自由曲面光学超精密制造技术概述 ZTh?^}/ 1.1 自由曲面光学的发展 -}_cO|kk 1.2 自由曲面光学组件 o<D3Y95b 1.2.1 自由曲面光学组件的类型 VBbUl|X\ 1.2.2 自由曲面光学组件在光电系统设计中的应用 h9<mThvgn 1.2.3 自由曲面光学组件的重要特征 Mt[Bq6}ZD 1.2.4 自由曲面光学组件的加工工艺特征 y$j1?7 1.3 自由曲面光学的特殊光学性能及应用前景 5:*5j@/S 1.3.1 特殊光学性能 `z3|M#r\; 1.3.2 应用前景 TV1e
bH7q 1.4 超精密加工技术的发展 P1)* q0 1.5 自由曲面光学组件的制造过程 qE#&) 1.5.1 光学产品设计及评估 wGOMUWAt 1.5.1.1 光学系统应用研究 aQ!9#d_D 1.5.1.2 光学系统优化设计 :u>W&D 1.5.1.3 光学透镜原型试制 `d}W;&c 1.5.1.4 光学组件原型检测与光学质量评估 CF3E]dt 1.5.2 实际生产光学组件及产品光学质量评估 o{{:|%m3Q 1.5.3 利用计算机进行数字化设计与制造的探讨 < -Hs<T|tW 1.5.3.1 光学系统数学原型的构成 hi ;WFyJTu 1.5.3.2 光学成像质量的数字化检测 yfSiByU 参考文献 ERp:EZ' %PQldPL8 第2章 自由曲面光学设计 JdaFY+f: 2.1 自由曲面光学设计概述 (MgL"8TS 2.2 非球面光学成像系统的设计 tk`: CT
* 2.2.1 光学成像系统的基本结构 F-$Z,Q]S 2.2.2 非球面的定义 d3EjI6R*z 2.2.3 非球面空间光线的追迹 2j8Cv:{Nn% 2.2.4 非球面的初级像差 X+`ddX 2.3 自由曲面光学系统的设计 #joF{M{ 2.3.1 自由曲面光学组件的特征与数学表达式 }': EJ~H 2.3.2 自由曲面光学组件的光线追迹 n\Z^K 2.3.2.1 贝塞尔裁剪法 n!UMU ^ 2.3.2.2 光线.有理贝塞尔曲面的相交 Rz.i/wg} 2.3.2.3 NURBS曲面的光线追迹 gf:vb*#Wa 2.4 光学系统的优化 _, \y2&KT 2.4.1 评价函数 Q<RT12|` 2.4.1.1 由几何像差构成的评价函数 %$/=4f.j 2.4.1.2 由点列图构成的评价函数 6PiEa( 2.4.1.3 由波差构成的评价函数 =:4' 2.4.1.4 由光学传递函数构成的评价函数 dzgs%qtK 2.4.2 最小二乘法 pGY [f@_x- 2.4.2.1 概述 r@|R-Binz 2.4.2.2 阻尼最小二乘法 H,(F1+~d 2.4.3 基因算法 6b%`^B\ 2.5 光学系统的像质评定 :6 Uk) 2.5.1 瑞利判据 h^%GE;N 2.5.2 点列图法 *mf}bTiS 2.5.3 光学传递函数法 5+y@ ]5&g 2.6 自由曲面成像系统设计思路 Q8 -3RgAw 2.7 照明系统设计基础 utq.r_ 2.7.1 辐射度学中的量 V)2"l"Kt 2.7.2 亮度学中的量 !c\7 2.7.3 辐射度学与亮度学中量的对应关系 M]J[6EW 参考文献 K{|w 43>D (d54C(") 第3章 超精密加工技术 L5R `w&Up 3.1 超精密加工机床的关键技术 _mw13jcN] 3.1.1 超精密主轴部件 3|q2rA 3.1.2 机床床身布局与精密导轨部件 {VBR/M(q 3.1.2.1 超精密加工机床的布局 U!x0,sr 3.1.2.2 床身和导轨材料的选用 t G]N*%@ 3.1.2.3 导轨形式的选用 P\.WXe#j 3.1.3 高精密度的进给驱动系统- O-i4_YdVt 3.1.4 机床运动部件位移的纳米量级激光在线检测系统 F\;2i:( 3.1.5 超精密加工机床的数控技术 U%Dit 3.1.6 机床隔振及环境控制系统 l<$rqz3D 3.2 单点超精密切削技术 /CIx$G 3.2.1 两轴超精密加工机床 <H<!ht%q3 3.2.1.1 两轴超精密加工机床Nanofom200 )y6QAp 3.2.1.2 大型两轴超精密加工机床 s5Pq$< 3.2.2 单点金刚石超精密切削原理 &8Zeq3~ 3.2.3 金刚石切削刀具的特性 \$'R+k-57; 3.2.4 切削参数对加工表面质量的影响 S<V-ZV&_:U 3.2.4.1 刀具几何参数对加工表面质量的影响 uH$oGY 3.2.4.2 切削用量参数对加工表面质量的影响 OO-_?8I} 3.2.5 非球面超精密加工及误差补偿技术 8098y,mQe 3.2.5.1 非球面透镜的加工技术 jz|VF,l 3.2.5.2 非球面工件的误差补偿 w(/7Jt$ 3.3 光学自由曲面超精密加工技术 9`&?hi49nK 3.3.1 光学自由曲面加工原理 ol50d73B 3.3.2 大型五轴超精密加工中心 yXkt:O,i 3.3.3 切削加工工艺参数对加工表面质量的影响 gRHtgR)T3 3.3.4 自由曲面加工刀具轨迹生成系统 5;}2[3}[ 3.3.4.1 自由曲面数学表示方法 hMv2"V-X 3.3.4.2 光学自由曲面飞刀加工的刀位轨迹算法 {JXf*IJ 3.3.4.3 自动数控编程及其刀具轨迹仿真软件 `4_c0q)N4 3.3.5 光学微透镜阵列的超精密加工 qbH%Hx 3.3.5.1 FTS的结构特点与加工原理 SBC~QD>L+ 3.3.5.2 FTS加工非轴对称光学自由曲面过程 >A<Df 3.3.5.3 FTS加工光学微透镜阵列过程 gglf\)E;}E 3.3.6 光学微沟槽的超精密加工 YDW|-HIF 3.3.7 光学设计与制造一体化系统 ]7*kWc2 3.4 超精密抛光自由曲面光学表面生成 VDG|>#[! 3.4.1 自由曲面抛光 (9E( Q*J5x 3.4.2 超精密抛光自由曲面 lHcA j{6 3.4.3 抛光策略建模与优化 >$Fp}?xX 3.4.4 试验研究 ~)_K"h.DY 3.4.4.1 A部分试验:抛光去除表面刀痕的效果 emA.{cVr! 3.4.4.2 B部分试验:抛光策略对表面生成的影响 oI*d/* 参考文献 5PDSA* 7q!?1 -?8R 第4章 光学自由曲面超精密测量技术 Sg_O?.r 4.1 概述 [O(m/ 4.2 光学曲面形状与表面粗糙度测量技术 u
>4ArtF 4.2.1 接触式激光干涉形貌测量法 D '<$ g 4.2.2 非接触式激光干涉形貌测量法
"3wv:BL 4.2.3 超高精度原子力测量三维轮廓仪法 0iF -}o 4.2.4 超精密3D坐标测量机 oooS s&t 4.3 光学自由曲面形状测量原理 dIvy!d2l 4.3.1 形状评定的数学模型 p=H3Q?HJ} 4.3.1.1 基准曲面的重构 ~JLYhA^'+< 4.3.1.2 测量面与基准面的匹配 @cPflb 4.3.2 形状误差评定参数 a#$N% =j 4.3.3 形状误差评定的仿真、试验分析 !W~QT} 4.3.3.1 仿真分析 0 k9<& 4.3.3.2 试验分析 S"Kq^DN 4.4 基于曲面固有属性的自由曲面面形评定方法 ;I+H>$%jZ 4.4.1 表面数据采样策略及曲面重构指标 !3@{U@*Z] 4.4.1.1 测量规划和采样策略 3-iD.IAUm@ 4.4.1.2 曲面重构和平滑指标 d+0^u(gc!8 4.4.2 超精密自由曲面通用评定方法的开发 ?,>5[Ha^? 4.4.3 试验验证及结果 M1EOnq4- 4.4.3.1 非球面表面评定 Y([d;_#P 4.4.3.2 微透镜阵列表面评定 "H$@b`) 4.4.3.3 结果讨论与未来工作 F_v-}bbcFQ 4.5 光学自由曲面表面粗糙度测量原理 jQ|:I7y 4.5.1 光学表面形貌测量 =DC3a3&% 4.5.1.1 多项式拟合法 s%O Y<B@V2 4.5.1.2 滤波法 |kc@L`7s 4.5.1.3 Motif法 +j.qZ8 4.5.1.4 分形法 F\-Si!~oOz 4.5.2 稳健高斯滤波的数学模型 b)`pZiQP 4.5.3 稳健高斯滤波算法的仿真分析及试验验证 ?2ItTrlB 4.5.3.1 仿真分析 xG1?F_] 4.5.3.2 试验验证 T)~!mifX 4.6 光学自由曲面三维形貌测量系统软件 o<rsAe 4.7 光学自由曲面面形与表面粗糙度测量实例 n[P\*S 参考文献 Im+7<3Z j`9Qzi1 第5章 超精密加工过程仿真及优化 m8+:=0|$ 5.1 材致振动 !W
/C[$E 5.1.1 材致振动的概念 Bzw19S6y 5.1.2 微量切削力预测 ^BiPLQ 5.1.3 动态切削系统模型 qe%V#c 5.2 表面粗糙度预测 uXpv*i{R 5.3 加工过程仿真工件模型 R5ZIC4p 5.3.1 工件模型 ;{gT=,KQ` 5.3.2 仿真数据记录 ,56;4)cv 5.3.3 刀具模型 g YUTt 5.3.3.1 刀具模型描述 )NIv "Q 5.3.3.2 刀具轮廓描述 ke]Yfwk 5.3.3.3 刀具扫描体简化 Cfv]VQQE 5.3.4 车削加工过程仿真 |vz9Hs$@l 5.4 虚拟加工和检测系统 0X>T+A[E 5.4.1 VMIS体系结构 X}W)3v 5.4.2 虚拟现实环境 hl]S'yr 5.4.3 加工系统设备建模方法 ve fU' 5.4.3.1 虚拟机床 )i-gs4[(QN 5.4.3.2 虚拟测量机 (:7a&2/M 5.4.3.3 虚拟刀具 :j,}{)5= 5.4.3.4 虚拟夹具 y\,f6=%k 5.4.4 虚拟加工模块 O|e} 5.4.4.1 刀具工件相对位置计算子系统 PIxjM> 5.4.4.2 加工仿真子系统 `HyF_m>\ 5.4.5 虚拟检测模块 UP8{5fx' 5.5 切削参数的优化选择 bLlH//ZRH 5.6 误差补偿 :,~K]G 5.6.1 对刀误差预测与补偿 NzlAC 5.6.2 机床几何误差补偿 v2>Z^ 参考文献 M*`hDdS Dr+ Ps 第6章 自由曲面光学组件设计、加工及面形测量集成制造技术平台. p+ Lv=e)0u 6.1 概述 U&W"Ea=R/ 6.2 集成制造系统 cmDT
+$s 6.2.1 光学设计模组 D/:3RZF 6.2.2 数据转换模组 `eD1|Go9 6.2.3 加工过程仿真与优化模组 H,K`6HH 6.2.3.1 光学自由曲面自动编程及刀具轨迹仿真软件开发 b-%l-u 6.2.3.2 加工过程仿真、精度预报、误差补偿及策略优化 0T9.M( 6.2.4 自由曲面测量与评估模组 6bL~6-h%) 6.2.4.1 连续自由曲面误差评定算法 0Oap39 6.2.4.2 结构型自由曲面误差评定算法 &,MFB 6.3 成功应用案例- J\A8qh8 6.3.1 案例1:用于激光打印机的关键f-0透镜型芯零部件 FYl3c 6.3.2 案例2:用于手机等微透镜阵列背光板的光学微结构 mb{q(WEPP 参考文献 @GeHWv <5IQc[3]aP 第7章 自由曲面光学设计实例 p6[ (81 7.1 非球面成像系统 ri=+(NKo- 7.1.1 非球面在校正与孔径有关的各区带高级球差上的应用 kEP<[K 7.1.2 非球面在校正与视场有关的像差上的应用 h<NRE0- 7.2 自由曲面成像系统 |' ;7v)CIG 7.2.1 奥林巴斯自由曲面手机摄像镜头 A3q*$.[ 7.2.2 自由曲面f-0透镜激光扫描系统 (B}+h ?7.2.3 渐进式自由曲面老花眼镜的设计 j^EbO3 7.2.3.1 单光眼镜(单焦点眼镜) 28UVDG1? 7.2.3.2 双光眼镜(双焦点眼镜) >r}Vf9 5[N 7.2.3.3 三光眼镜 ^yVl"/ 7.2.3.4 渐进眼镜(多焦点眼镜) zP nC=h|g 7.2.4 二元光学目镜 ChE_unw 7.2.5 三角棱镜指纹仪镜头 ?,XC=} 7.2.6 多棱镜一 :Q-F9o
J 7.2.6.1 视频镜头照相物镜设计 {Hk/1KG> 7.2.6.2 双影镜设计 0roCP=; 7.2.6.3 柱面镜设计
] .5OX84 7.2.6.4 多棱镜设计 - _t&+5] 7.2.6.5 蜂窝棱镜设计 m UgRm] 7.2.7 光电鼠标的光学系统设计 z_l. V/G) 7.3 自由曲面照明系统 k
,fTW^ ? 7.3.1 LED准直内透镜 ( 3;`bvYH" 7.3.2 LED准直外透镜 (oYW]c}G, 7.3.3 LED均匀照明二次光学器件 Xw^X&Pp 7.3.4 侧面发光LED内透镜 ik\S88| 7.3.5 侧面发光LED外透镜 M[s\E4l:t 7.3.6 LED二次光学组件 t)r1"oA 7.3.7 相机闪光灯的反光杯 tlGWl0V?7Q 7.3.8 自由曲面平板显示背光源模块的设计 # ZTLrq5b 7.3.8.1 手机背光源的基本结构 j)L1H*
S% 7.3.8.2 轮廓渐变的自由曲面V形槽设计 &yLc1#H 7.3.9 汽车前照灯自由曲面反光镜的设计 LdEE+"Jw 7.3.1 0LED路灯透镜二次光学组件的设计 6mHhC? 参考文献 r0btC@Hxy qd(hQsfqYU 定价:88元,优惠价格:69.5元 eq hAus?) 98UlNP
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