具体描述
《光学设计教程》系统论述了光学系统设计的基本理论及方法。全书共分8章.内容包括光学系统像质评价、光学自动设计原理及程序、Zemax软件功能与使用、薄透镜初级像差理论以及望远物镜、显微物镜、目镜和照相物镜等典型光学系统的设计。书中各章均附有适量习题，供读者复习及上机实际操作之用。
《光学设计教程》可作为光学专业本科生和研究生的专业课教材，也可供从事光学系统及光电仪器设计、研制的专业技术人员参考。
《光学设计教程》是一本深入浅出的光学设计入门与进阶教材，旨在为光学工程领域的学生、研究人员以及从业者提供系统、全面的知识体系。本书以培养实际应用能力为核心，从基础的光学原理讲起，逐步深入到复杂的光学系统的设计与优化。 内容概述： 本书共分为十六章，涵盖了光学设计所需的各个关键环节。 第一部分：光学设计基础（第一章至第五章） 第一章：光学基础回顾 本章将对光学设计中必备的基础知识进行系统梳理，包括光的波动性与粒子性、惠更斯原理、衍射、干涉、偏振等基本光学现象。重点讲解几何光学的基本定律，如反射定律、折射定律（斯涅尔定律），以及光线追迹的基本原理和方法，为后续复杂系统的设计打下坚实基础。 第二章：成像理论与像差 本章深入探讨了理想成像系统（如薄透镜、组合透镜）的成像原理，包括物像关系、放大率、视场等概念。随后，重点剖析了现实成像系统中不可避免的像差，详细介绍了球差、彗差、像散、场曲、色差等单色像差和复色像差的形成原因、表现形式及其对成像质量的影响。 第三章：光学系统设计的基本原则 本章介绍了光学系统设计的整体流程与基本原则。从光学指标的确定（如分辨率、视场、光通量、畸变等）入手，讲解了如何根据应用需求选择合适的镜片类型、材料和结构。同时，讨论了光学设计的优化思路和评价标准，强调了“以像差控制为核心”的设计理念。 第四章：光学元件的特性与选择 本章详细介绍了各种常用光学元件的特性，包括透镜（单透镜、组合透镜）、棱镜（直角棱镜、道威棱镜、五棱镜等）、反射镜（平面镜、球面镜、非球面镜）、滤光片、光栅等。重点讲解了不同材料（如玻璃、塑料、红外材料）的光学常数、折射率、色散系数、透过率等关键参数，以及如何根据设计需求选择合适的元件。 第五章：光学设计软件介绍与应用 本章介绍了当前主流的光学设计软件，如Zemax, Code V, Oslo等。详细讲解了这些软件的基本操作界面、功能模块以及在光学系统建模、像差分析、优化设计、公差分析等方面的应用。通过实例演示，帮助读者快速掌握软件的使用方法，并理解其在实际光学设计工作中的重要作用。 第二部分：光学系统设计与优化（第六章至第十章） 第六章：单透镜与双透镜成像系统设计 本章从简单的单透镜成像系统开始，讲解如何根据给定的物距、像距和放大率计算透镜的焦距和曲率半径。随后，进一步讲解了双透镜成像系统（如消球差和消色差的双合透镜）的设计，包括如何通过组合透镜来校正像差，提高成像质量。 第七章：目镜与物镜设计 本章专注于显微镜、望远镜等常用光学仪器的目镜与物镜设计。详细讲解了目镜的结构与设计原则，如凯赛尔目镜、惠更斯目镜等。同时，深入分析了物镜的设计，特别是消像差物镜的设计方法，以及如何通过多种镜片组合实现高性能成像。 第八章：棱镜系统设计 本章详细介绍了棱镜在光学系统中的应用，包括作为成像元件（如施密特棱镜）、作反射元件（如全反射棱镜）以及作分光元件（如色散棱镜）。讲解了不同类型棱镜的设计与计算，以及如何将棱镜组合到光学系统中实现特定的功能。 第九章：反射式光学系统设计 本章介绍了反射式光学系统的特点与设计方法，包括牛顿式、卡塞格林式、施密特-卡塞格林式等经典反射望远镜的设计。重点讲解了非球面镜在反射式系统中的应用，以及如何利用非球面来校正像差，提高系统的性能。 第十章：复杂光学系统设计实例 本章通过实际案例，展示了如何将前面所学的知识应用于复杂光学系统的设计。选取了照相机镜头、显微镜物镜、投影仪镜头、激光光学系统等典型光学系统，详细讲解了其设计思路、像差校正策略、优化过程以及性能评估。 第三部分：光学系统的评估与集成（第十一章至第十五章） 第十一章：像差优化方法 本章深入探讨了光学系统的像差优化策略，包括目标函数的设计、变量的选取、优化算法的应用（如序列二次规划、模拟退火等）。讲解了如何有效地利用光学设计软件进行迭代优化，以达到最佳的成像质量。 第十二章：公差分析与容差设计 本章重点讲解了光学系统在制造、装配和使用过程中可能出现的各种公差，以及这些公差对成像质量的影响。详细介绍了公差分析的方法（如蒙特卡洛法）和容差设计原则，强调了在设计阶段就考虑公差，以确保最终产品的性能。 第十三章：光学干涉与检验 本章介绍了光学元件和系统的干涉检验方法，包括干涉仪的原理与应用（如斐索干涉仪、萨尼亚克干涉仪等），以及如何利用干涉条纹来评估元件的表面精度和波前质量。 第十四章：光谱分析与滤光片设计 本章探讨了光学系统在不同波长下的性能表现，包括光谱透过率、光谱反射率等。讲解了滤光片的设计与选择，如何根据特定应用需求设计窄带滤光片、截止滤光片等。 第十五章：光学系统的装配与调试 本章关注光学系统的实际装配与调试过程。讲解了光学元件的装配顺序、对准方法、调焦技术等，以及如何通过实验手段来验证设计性能和进行必要的调整。 第四部分：高级主题与应用（第十六章） 第十六章：现代光学设计前沿 本章将介绍一些现代光学设计的前沿技术与发展方向，如自由曲面光学设计、光子晶体光学、超表面光学、人工智能在光学设计中的应用等。旨在为读者提供更广阔的视野，激发进一步学习和研究的兴趣。 本书内容由浅入深，理论与实践相结合，配以大量的图示和实例，力求让读者在掌握光学设计理论的同时，也能熟练运用各类工具进行实际设计。无论您是光学初学者还是希望深入研究光学设计领域的专业人士，《光学设计教程》都将是您不可或缺的案头宝典。
作者简介
目录信息
第1章 光学系统像质评价 §1.1 概述 §1.2 光学系统的坐标系统、结构参数和特性参数 §1.3 几何像差的定义及其计算 §1.4 垂轴像差的概念及其计算 §1.5 几何像差计算程序ABR的输入数据与输出结果 §1.6 几何像差及垂轴像差的图形输出 §1.7 用波像差评价光学系统的成像质量 §1.8 光学传递函数 §1.9 点列图 §1.10 包围圆能量 思考题第2章 光学自动设计原理和程序 §2.1 概述 §2.2 光学自动设计中的最优化方法 §2.3 阻尼最小二乘法光学自动设计程序 §2.4 怎样使用阻尼最小二乘法程序进行光学设计 §2.5 适应法光学自动设计程序 §2.6 怎样使用适应法程序进行光学设计 §2.7 典型光学设计软件介绍 思考题第3章 Zemax光学设计软件应用 §3.1 概述 §3.2 Zemax的用户界面 §3.3 Zemax的基本操作 §3.4 应用实例 思考题第4章 薄透镜系统的初级像差理论 §4.1 概述 §4.2 薄透镜系统的初级像差方程组 §4.3 薄透镜组像差的普遍性质 §4.4 像差特性参数P，W，C的归化 §4.5 单透镜的P，W，C和结构参数的关系 §4.6 双胶合透镜组结构参数的求解 §4.7 平行玻璃板的初级像差公式 §4.8 单透镜像差性质的讨论 §4.9 光学系统消场曲的条件-Petzval条件 思考题第5章 望远物镜设计 §5.1 望远物镜设计的特点 §5.2 用初级像差求解双胶合望远物镜的结构参数 §5.3 用ZemaX件设计双胶合望远物镜 §5.4 大相对孔径望远物镜设计 §5.5 摄远物镜设计 §5.6 反射式物镜设计 §5.7 折反射球面系统设计 §5.8 二级光谱色差 §5.9 望远物镜像差的公差 思考题第6章 显微物镜设计 §6.1 显微物镜设计的特点 §6.2 显微物镜的类型 §6.3 低倍消色差显微物镜设计 §6.4 中倍消色差显微物镜设计 §6.5 显微物镜像差的公差 思考题第7章 目镜设计 §7.1 目镜设计的特点 §7.2 常用目镜的形式和像差分析 §7.3 冉斯登、惠更斯和凯涅尔目镜设计 §7.4 对称式目镜和无畸变目镜设计 §7.5 广角目镜设计 §7.6 目视光学系统像差的公差 思考题第8章 照相物镜设计 §8.1 照相物镜的光学特性和结构形式 §8.2 照相物镜设计的特点 §8.3 用zemax软件设计双高斯物镜 §8.4 照相物镜像差的公差 思考题附录1 符号表附录2 双胶合薄透镜参数表参考文献
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读后感
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“这个不会考”“这个不用背”“这个你们了解一下就行了”第一次觉得专业课还挺好玩的，就是纸牌通过率上去了还不是很会玩zemax……
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