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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。 97L|IZ s) 15)y]N={^ [attachment=103750] nyRQ/.3 [m+):q^
o)U4RY* ;5.S" 目 录 ]N#%exBVo 第1章 现代应用光学基础理论概述 1 4r+s"
| 1.1 概述 1 F-&=N {+ 1.1.1 本书的背景 1 pf%B 1.1.2 本书的内容安排 1 a*T=;P3(I 1.2 光学系统设计中常用的光学材料特征参数 2 c:OFBVZ 1.2.1 光学材料的光学参量 2
(;(P3h 1.2.2 热系数及温度变化效应的消除 4 g UAx8=h 1.2.3 其他玻璃数据 4 ->q^$#e 1.3 新型光学材料 5 'G|M_ e 1.3.1 新型光学材料概述 5 2*5]6B-( 1.3.2 光学材料发展概况 6 PQJI~u9te} 1.4 液晶材料及液晶显示器 12 aZBS!X 1.4.1 液晶材料及其分类 12 d:"#_ 1.4.2 常用液晶显示器件的基本结构和工作原理 16 -&UP[Mq 1.4.3 STN-LCD技术 27 !$1'q~sO 1.4.4 液晶光阀技术 32 W_\~CntyZ 1.4.5 硅上液晶(LCoS)反射式显示器 36 +/|;<K5_LI 1.4.6 光计算用SLM 38 4IUdlb 1.5 电光源和光电探测器 38 \(g/::| 1.5.1 电光源 38 *l9Wj$vja 1.5.2 激光器 41 dF#`_!4pbf 1.5.3 光电导探测器 48 (h$[g"8 1.5.4 光伏探测器 49 -,Y[`(q 1.5.5 位敏探测器 53 k&dLg5O 1.5.6 阵列型光电探测器 56 q wd7vYBc, 1.6 波像差像质评价基础知识 59 %k8H'w\ 1.6.1 光学系统像差的坐标及符号规则 59 k&M9Hn2 1.6.2 无像差成像概念和完善镜头聚焦衍射模式 60 KO''B or 参考文献 63 t7; ^rk* 第2章 光学非球面的应用 67 *F)+- BB 2.1 概述 67 :rcohzfa 2.2 非球面曲面方程 67 6{8dv9tK 2.2.1 旋转对称的非球面方程 67 )i$:iI
>k 2.2.2 圆锥曲线的意义 68 mQiVTIP3[O 2.2.3 其他常见非球面方程 70 eX0ASI9 2.2.4 非球面的法线和曲率 71 /'<Qk' 2.3 非球面的初级像差 71 6U!zc]> 2.3.1 波像差及其与垂轴像差的关系 71 "%[a Wb 2.3.2 非球面的初级像差 73 ]\ DIJ>JZ 2.3.3 折射锥面轴上物点波像差 75 //O9}- 2.3.4 折射锥面轴外物点波像差 76 |Js?@ 2.4 微振(perturbed)光学系统的初级像差计算 77 Ao}J 2.4.1 偏心(decentered)光学面 78 G0^,@jF?b 2.4.2 光学面的倾斜 80 wLW[Vur[ 2.4.3 间隔失调(despace)面 81 T:?01?m 2.5 两镜系统的理论基础 82 E2%{?o 2.5.1 两镜系统的基本结构形式 82 2n3g!M6~ 2.5.2 单色像差的表示式 82 .CY;- 2.5.3 消像差条件式 84 5<=ktA48[ 2.5.4 常用的两镜系统 85 j7u\.xu9 2.6 二次圆锥曲面及其衍生高次项曲面 86 6f^q >YP 2.6.1 消球差的等光程折射非球面 86 XxeyGs^%9 2.6.2 经典卡塞格林系统 87 1*vt\,G 2.6.3 格里高里系统 88 l<"Z?z 2.6.4 只消球差的其他特种情况 88 EDAVU 2.6.5 R-C(Ritchey-Chrétien)系统及马克苏托夫系统 89 f0Zn31c^ 2.6.6 等晕系统的特殊情况 90 WN`|5"?$ 2.6.7 库特(Cuder)系统及同心系统 91 -NuRf# 2.6.8 史瓦希尔德(Schwarzschield)系统 92 PD$@.pib 2.6.9 一个消四种初级像差 的系统 93 V
'e_gH 2.6.10 无焦系统 93 ! {c"C 2.7 两镜系统的具体设计过程 93 xTV3U9 v 2.7.1 R-C系统的设计 93 gT8% ?U: 2.7.2 格里高里系统与卡塞格林系统 94 W{js9$oJ 2.8 施密特光学系统设计 95 -ZKo/N>6} 2.8.1 施密特光学系统的初级像差 95 XaH%i~}3 2.8.2 施密特校正器的精确计算法 98 _`LQnRp( 2.9 三反射镜系统设计示例 99 ouO<un 2.9.1 设计原则 99 1 ^q~NYTK 2.9.2 设计过程分析 100 aNxq_pRb 2.9.3 设计示例 101 rh+2
7" 参考文献 103 9X%H$>s 第3章 衍射光学元件 105 9EI Oa/* 3.1 概述 105 g2t'u4> 3.1.1 菲涅耳圆孔衍射――菲涅耳波带法 106 +\@}IKWl-? 3.1.2 菲涅耳圆孔衍射的特点 108 n k@e# 3.1.3 菲涅耳圆屏衍射 109 4y$tp18 3.2 波带片 110 HAOl&\)7"_ 3.2.1 菲涅耳波带片 110 X@cO`P 3.2.2 相位型菲涅耳波带片 112 8&2W^f5 3.2.3 条形或方形波带片 113 v5Qp[O_ 3.3 衍射光学器件衍射效率 113 rM5{R}+; 3.3.1 锯齿形一维相位光栅的衍射效率 113 W:V:Ej7 h 3.3.2 台阶状(二元光学)相位光栅的衍射效率及其计算 114 ,MRAEa2 3.4 通过衍射面的光线光路计算 115 [\ALT8vC?m 3.5 衍射光学系统初级像差 118 )e6)~3[^ 3.5.1 衍射光学透镜的单色初级像差特性 118 ER4j=O# 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 1w|C+m/( 3.5.3 P∞、W∞、C与折衍混合单透镜结构的函数关系 122 mO|YX/> 3.6 折衍光学透镜的色散性质及色差的校正 123 fRT4,; 3.6.1 折衍光学透镜的等效阿贝数ν 123 y?4%eD 3.6.2 用DOL实现消色差 124 y/d/#}\: 3.6.3 折衍光学透镜的部分色散及二级光谱的校正 125 "pLWJvj6- 3.7 衍射透镜的热变形特性 127 {iRXK 3.7.1 光热膨胀系数 127 "T+oXK\B 3.7.2 消热变形光学系统的设计 129 CpG]g>]L&[ 3.7.3 折衍混合系统消热差系统设计示例 130 <1xs
ya[e 3.8 衍射面的相位分布函数 132 L%sskV( 3.8.1 用于平衡像差的衍射面的相位分布函数 132 XI"8d.VR 3.8.2 用于平衡热像差的衍射面的相位分布函数 133 IA&NMf;{ 3.9 多层衍射光学元件(multi-layer diffractive optical elements) 133 =FfxHo1k 3.9.1 多层衍射光学元件的理论分析 134 6^vseVx 3.9.2 多层衍射光学元件的结构 134 zFpM\{`[g 3.9.3 多层衍射光学元件材料的选择 134 Z#nPn>,q 3.9.4 多层衍射光学元件的衍射效率 135 ay-M.J 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 5S&'O4yz^ 3.10 谐衍射透镜(HDL)及其成像特点 137 9S8>"w^R 3.10.1 谐衍射透镜 137 THcK,`lX@ 3.10.2 谐衍射透镜的特点 137 We51s^( 3.10.3 单片谐衍射透镜成像 138 52H'aHO1 3.10.4 谐衍射/折射太赫兹多波段成像系统设计示例 139 /yhGc}h 3.11 衍射光学轴锥镜(简称衍射轴锥镜) 143 g(`m#&P>G 3.11.1 衍射轴锥镜 143 $22_>OsA 3.11.2 设计原理和方法 144 @_
Q 参考文献 150 ~0 5p+F) 第4章 非对称光学系统像差理论 153 aUVJ\;V 4.1 波像差与Zernike多项式概述 153 7F!(60xY 4.1.1 波前像差理论概述 153 %n7Y5|Uh 4.1.2 角向、横向和纵向像差 154 F
)|0U~ 4.1.3 Seidel像差的波前像差表示 155 W7 iml|WV0 4.1.4 泽尼克(Zernike)多项式 162 rr;p; 4.1.5 条纹(fringe)Zernike系数 164 +&j | |