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2020-10-11 16:22 |
现代应用光学(张以谟)
近年来,应用光学领域中出现了许多新技术。本书基于作者多年光学领域的研究和积累,系统阐述了应用光学的现代理论和应用,并引入这些新技术。全书内容包括波面像差理论及几何像差理论、以非球面和自由光学曲面简化光学系统设计、太阳能电站和现代高效照明中的非成像光学等;反映了应用光学中的前沿技术,如光学系统焦深扩展与衍射极限的突破、微纳光子学和表面等离子体微纳光学设备中的光学系统、自适应光学等;叙述了现代物理光学仪器的光学系统原理,包括光电干涉光学系统、光电光谱仪及分光光度光学系统、偏振光电仪器光学系统及偏振光成像技术等。本书既讲解应用光学基础理论,又涵盖国内外应用光学领域*新的技术理论和实现方法,适合作为相关专业高校师生和广大科研人员的参考书。 L<oQKe7Q: :FU?vh$) [attachment=103750] )H]L/n LN(\B:wAY
T^MY w UrciCOQf 目 录 HCrQ+r{g 第1章 现代应用光学基础理论概述 1 .|u`s,\ 1.1 概述 1 \:s%;s51 1.1.1 本书的背景 1 i,"Xw[H*s 1.1.2 本书的内容安排 1 |AE{rvP{@ 1.2 光学系统设计中常用的光学材料特征参数 2 byE0Z vDM 1.2.1 光学材料的光学参量 2 l'Za"TL: 1.2.2 热系数及温度变化效应的消除 4 sZ&6g<8#y 1.2.3 其他玻璃数据 4 Fab]'#1q4 1.3 新型光学材料 5 d3\?:}o, 1.3.1 新型光学材料概述 5 @1xVWSF 1.3.2 光学材料发展概况 6 C7R3W, 1.4 液晶材料及液晶显示器 12 &-o5lrq 1.4.1 液晶材料及其分类 12 (
./MFf 1.4.2 常用液晶显示器件的基本结构和工作原理 16 -1B. A 1.4.3 STN-LCD技术 27 QjXJo$I6 1.4.4 液晶光阀技术 32 PfU\.[l$ 1.4.5 硅上液晶(LCoS)反射式显示器 36 KwMt@1Z 1.4.6 光计算用SLM 38 *-fd$l. 1.5 电光源和光电探测器 38 ,6MJW#~] 1.5.1 电光源 38 dHiir&Rd9` 1.5.2 激光器 41 tA4Ra,-c 1.5.3 光电导探测器 48 o:cTc:l) 1.5.4 光伏探测器 49 S'$m3,l(k 1.5.5 位敏探测器 53 OAiW8BAe 1.5.6 阵列型光电探测器 56 W+u,[_ 1.6 波像差像质评价基础知识 59 un!v1g9O 1.6.1 光学系统像差的坐标及符号规则 59 |S).,B 1.6.2 无像差成像概念和完善镜头聚焦衍射模式 60 fnr8{sr.2Z 参考文献 63 Iv3yDL; 第2章 光学非球面的应用 67 iex%$> " 2.1 概述 67 x
~)~v?>T 2.2 非球面曲面方程 67 12L`Gi 2.2.1 旋转对称的非球面方程 67 |uz<) 2.2.2 圆锥曲线的意义 68 ed5oN^V.< 2.2.3 其他常见非球面方程 70 XNx$^I= 2.2.4 非球面的法线和曲率 71 aB (pdW4 2.3 非球面的初级像差 71 "XV@OjrE 2.3.1 波像差及其与垂轴像差的关系 71 - |DWPU!" 2.3.2 非球面的初级像差 73 mE{QT ZS 2.3.3 折射锥面轴上物点波像差 75 E=,b;S- 2.3.4 折射锥面轴外物点波像差 76 )YwEl72c 2.4 微振(perturbed)光学系统的初级像差计算 77 Xl2g Hh 2.4.1 偏心(decentered)光学面 78 CeOA_M 2.4.2 光学面的倾斜 80 *re?V9 2.4.3 间隔失调(despace)面 81 d>I)_05t 2.5 两镜系统的理论基础 82 #E=8kbD7 2.5.1 两镜系统的基本结构形式 82 RuVk>(?WK% 2.5.2 单色像差的表示式 82 1Zp/EYWa{ 2.5.3 消像差条件式 84 A9SL|9Q 2.5.4 常用的两镜系统 85 ZRc^}5}WA 2.6 二次圆锥曲面及其衍生高次项曲面 86 3 ;F 2.6.1 消球差的等光程折射非球面 86 2+)h!y] 2.6.2 经典卡塞格林系统 87 eLh35tw 2.6.3 格里高里系统 88 YwY?tOxBe 2.6.4 只消球差的其他特种情况 88 !D{z. KO 2.6.5 R-C(Ritchey-Chrétien)系统及马克苏托夫系统 89 gn/]1NNfR 2.6.6 等晕系统的特殊情况 90 =,ax"C?pR 2.6.7 库特(Cuder)系统及同心系统 91 `Nvhp]E 2.6.8 史瓦希尔德(Schwarzschield)系统 92 k0\a7$}F 2.6.9 一个消四种初级像差 的系统 93 e~)4v 2.6.10 无焦系统 93 5QXU"kWH 2.7 两镜系统的具体设计过程 93 r9bAbE
bI 2.7.1 R-C系统的设计 93 Nlm}'Xt 2.7.2 格里高里系统与卡塞格林系统 94 h"8[1
; 2.8 施密特光学系统设计 95 +,R!el!o~u 2.8.1 施密特光学系统的初级像差 95 Z)~?foe' 2.8.2 施密特校正器的精确计算法 98 6A5.n?B{ 2.9 三反射镜系统设计示例 99 !WGQ34R { 2.9.1 设计原则 99 |zfFB7}v 2.9.2 设计过程分析 100 yp=sL' E 2.9.3 设计示例 101 <W3p! 参考文献 103 6ZI7V!k 第3章 衍射光学元件 105 .Xf_U.h$*@ 3.1 概述 105 P%yL{ 3.1.1 菲涅耳圆孔衍射――菲涅耳波带法 106 Z|UVH 3.1.2 菲涅耳圆孔衍射的特点 108 6=JJ!`"<2 3.1.3 菲涅耳圆屏衍射 109 "#0P*3-c 3.2 波带片 110 {df;R|8l 3.2.1 菲涅耳波带片 110 4%qmwt*p 3.2.2 相位型菲涅耳波带片 112 IRk)u` 3.2.3 条形或方形波带片 113 4mp)v*z 3.3 衍射光学器件衍射效率 113 jZidT9[g 3.3.1 锯齿形一维相位光栅的衍射效率 113 _'V o3b 3.3.2 台阶状(二元光学)相位光栅的衍射效率及其计算 114 t'W6Fmwkx 3.4 通过衍射面的光线光路计算 115 )q4nyT>M 3.5 衍射光学系统初级像差 118 AriV4 + 3.5.1 衍射光学透镜的单色初级像差特性 118 ]P7gEBi 3.5.2 折衍混合成像系统中衍射结构的高折射率模型及PWC描述 121 `aX+Gz? 3.5.3 P∞、W∞、C与折衍混合单透镜结构的函数关系 122
}lPWA/ 3.6 折衍光学透镜的色散性质及色差的校正 123 a}VR>!b 3.6.1 折衍光学透镜的等效阿贝数ν 123 o8E<_rei 3.6.2 用DOL实现消色差 124 d@*dbECG 3.6.3 折衍光学透镜的部分色散及二级光谱的校正 125 AZNo%!)o 3.7 衍射透镜的热变形特性 127 twldwuN 3.7.1 光热膨胀系数 127 t W 3.7.2 消热变形光学系统的设计 129 "3Dnp?gB 3.7.3 折衍混合系统消热差系统设计示例 130 r:0RvWif 3.8 衍射面的相位分布函数 132 oui0:Vy< 3.8.1 用于平衡像差的衍射面的相位分布函数 132 c; .y 3.8.2 用于平衡热像差的衍射面的相位分布函数 133 p\'X%R 3.9 多层衍射光学元件(multi-layer diffractive optical elements) 133 RmKbnS$*q 3.9.1 多层衍射光学元件的理论分析 134 a>8]+@ 3.9.2 多层衍射光学元件的结构 134 k"BM1-f 3.9.3 多层衍射光学元件材料的选择 134 leizjL\P 3.9.4 多层衍射光学元件的衍射效率 135 PeEaF@#k
3.9.5 多层衍射光学元件在成像光学系统中的应用举例 136 ]+qd|}^ 3.10 谐衍射透镜(HDL)及其成像特点 137 *) \y52z 3.10.1 谐衍射透镜 137 IWN18aaL? 3.10.2 谐衍射透镜的特点 137 $E:z*~? 3.10.3 单片谐衍射透镜成像 138 # vy[v22 3.10.4 谐衍射/折射太赫兹多波段成像系统设计示例 139 KU+u.J 3.11 衍射光学轴锥镜(简称衍射轴锥镜) 143 bfJ<~ss/ 3.11.1 衍射轴锥镜 143 'X&"(M 3.11.2 设计原理和方法 144 ~]W
@+\l 参考文献 150 r_']; 第4章 非对称光学系统像差理论 153 z:dW 'U?1 4.1 波像差与Zernike多项式概述 153 {~EsO1p 4.1.1 波前像差理论概述 153 1,Pg^Xu 4.1.2 角向、横向和纵向像差 154 1dp8'f5^ 4.1.3 Seidel像差的波前像差表示 155 w[QC 4.1.4 泽尼克(Zernike)多项式 162 =-P< | |