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透鏡設計基礎(第二版) 版權信息
- ISBN：9787568078955
- 條形碼：9787568078955 ; 978-7-5680-7895-5
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
透鏡設計基礎(第二版) 本書特色
對于已經掌握了應用光學的基本知識而開始從事透鏡設計的人，這樣一本書無疑是有參考價值的。
透鏡設計基礎(第二版) 內容簡介
本書體現了過去三十年中光學設計的重要進步。首先對應用光學的基本知識做了簡明敘述，然后以大部分篇幅闡述*常見的各種典型透鏡的設計。書中沒有繁雜的數學推導，通過反復的試驗性計算來獲得*佳設計方案，這是經典光學設計的基本做法。對于已經掌握了應用光學的基本知識而開始從事透鏡設計的人，這樣一本書無疑是有參考價值的。此外，即使在用電子計算機做透鏡像差自動校正已經很普遍的今天，設計者了解自己選用的透鏡的機構型式的像差特性及其所以然仍然十分必要，在這方面本書也可以給人有用的知識和啟發。
透鏡設計基礎(第二版) 目錄
第1章透鏡設計者的工作/1
1.1設計者和工廠的關系/2
1.2設計步驟/7
1.3光學材料/10
1.4折射率的內插計算/14
1.5本書考察的透鏡類型/18
第2章子午光線追跡/23
2.1引言/23
2.2圖解光線追跡/27
2.3球面上的三角光線追跡/29
2.4一些有用的關系式/33
2.5雙膠合物鏡/37
2.6傾斜面上的光線追跡/37
2.7非球面上的光線追跡/41
第3章近軸光線和初始解/44
3.1近軸光線追跡/44
3.2放大率及拉格朗日定理/54
3.3透鏡系統的高斯光學/58
3.4光學系統的初級像差設計/67
3.5變焦距系統的薄透鏡設計/74
透鏡設計基礎(第二版)目錄第4章像差理論/87
4.1引言/87
4.2對稱式光學系統/87
4.3基于光線追跡的像差計算/97
4.4賽德爾像差系數的計算/109
第5章色差/116
5.1簡介/116
5.2雙膠合透鏡的色球差/118
5.3單個面對初級色差的貢獻/120
5.4系統中的薄鏡片的近軸色差貢獻/122
5.5近軸二級光譜/126
5.6復消色差薄三透鏡的初始設計/129
5.7消色差分離薄透鏡(雙分離透鏡)/132
5.8 色差公差/137
5.9有限孔徑上的色差/138
第6章球差/146
6.1各面球差貢獻公式/148
6.2帶球差/164
6.3初級球差/166
6.4平面平行板引起的像位移/173
6.5球差的公差/174
第7章消球差的消色差透鏡的設計/178
7.1四光線法/178
7.2薄透鏡分析設計法/180
7.3帶球差的校正/185
7.4復消色差物鏡設計/188
第8章斜光束/195
8.1斜光束在球面上的通過/195
8.2斜光束的子午光線追跡/201
8.3空間光線追跡/205
8.4空間光線像差的圖示/210
8.5來自透鏡某一帶上的光線的分布/216
第9章彗差和正弦條件/219
9.1光學正弦定理/219
9.2阿貝正弦條件/220
9.3 對正弦條件的違反，OSC/222
9.4誤差說明/228
第10章齊明物鏡設計/231
10.1分離密接型/231
10.2平行空氣間隔型/234
10.3齊明雙膠合透鏡/236
10.4齊明三膠合透鏡/238
10.5有隱蔽消色差面的齊明透鏡/241
10.6配合原則/243
第11章斜光束像差/249
11.1像散和柯丁頓公式/249
11.2匹茲伐定理/256
11.3像散誤差的說明/263
11.4畸變/266
11.5橫向色差/269
11.6對稱原理/272
11.7賽德爾像差的計算/273
第12章光闌位置是自由度的透鏡/278
12.1H′L圖/278
12.2簡單的風景透鏡/280
12.3潛望型透鏡/285
12.4消色差風景透鏡/288
12.5消色差雙透鏡/293
第13章光闌固定的對稱雙消像散透鏡/303
13.1達戈鏡頭設計/303
13.2有空氣間隔的雙分離型透鏡設計/306
13.3雙高斯型物鏡/314
13.4三膠合雙高斯透鏡/320
13.5分離式負雙合雙高斯透鏡/323
第14章不對稱的攝影物鏡/328
14.1匹茲伐肖像鏡頭/328
14.2遠攝鏡頭設計/336
14.3變倍鏡頭/345
14.4普洛塔鏡頭/348
14.5天塞鏡頭設計/355
14.6庫克(COOKE)三透鏡組鏡頭/365
14.6.2薄透鏡彎曲狀態的初始設計/368
第15章反射系統和折反射系統/381
15.1反射鏡和透鏡的比較/381
15.2反射系統的光線追跡/382
15.3單反射鏡系統/383
15.4單反射鏡的折反射系統/388
15.5雙反射鏡系統/409
15.6多反射鏡系統/420
15.7總結/431
第16章目鏡設計/435
16.1軍用型目鏡設計/436
16.2埃爾弗目鏡/440
16.3伽利略取景器/443
第17章透鏡自動校正程序/446
17.1尋求鏡頭設計的解決方案/447
17.2阻尼*小二乘方法/450
17.3權因子和畸變平衡/454
17.4邊界條件的控制/454
17.5公差/455
17.6程序的局限性/456
17.7鏡頭設計計算開發/456
17.8用于自動鏡頭設計的程序和書籍/459
附錄/466
1.1設計者和工廠的關系/2
1.2設計步驟/7
1.3光學材料/10
1.4折射率的內插計算/14
1.5本書考察的透鏡類型/18
第2章子午光線追跡/23
2.1引言/23
2.2圖解光線追跡/27
2.3球面上的三角光線追跡/29
2.4一些有用的關系式/33
2.5雙膠合物鏡/37
2.6傾斜面上的光線追跡/37
2.7非球面上的光線追跡/41
第3章近軸光線和初始解/44
3.1近軸光線追跡/44
3.2放大率及拉格朗日定理/54
3.3透鏡系統的高斯光學/58
3.4光學系統的初級像差設計/67
3.5變焦距系統的薄透鏡設計/74
透鏡設計基礎(第二版)目錄第4章像差理論/87
4.1引言/87
4.2對稱式光學系統/87
4.3基于光線追跡的像差計算/97
4.4賽德爾像差系數的計算/109
第5章色差/116
5.1簡介/116
5.2雙膠合透鏡的色球差/118
5.3單個面對初級色差的貢獻/120
5.4系統中的薄鏡片的近軸色差貢獻/122
5.5近軸二級光譜/126
5.6復消色差薄三透鏡的初始設計/129
5.7消色差分離薄透鏡(雙分離透鏡)/132
5.8 色差公差/137
5.9有限孔徑上的色差/138
第6章球差/146
6.1各面球差貢獻公式/148
6.2帶球差/164
6.3初級球差/166
6.4平面平行板引起的像位移/173
6.5球差的公差/174
第7章消球差的消色差透鏡的設計/178
7.1四光線法/178
7.2薄透鏡分析設計法/180
7.3帶球差的校正/185
7.4復消色差物鏡設計/188
第8章斜光束/195
8.1斜光束在球面上的通過/195
8.2斜光束的子午光線追跡/201
8.3空間光線追跡/205
8.4空間光線像差的圖示/210
8.5來自透鏡某一帶上的光線的分布/216
第9章彗差和正弦條件/219
9.1光學正弦定理/219
9.2阿貝正弦條件/220
9.3 對正弦條件的違反，OSC/222
9.4誤差說明/228
第10章齊明物鏡設計/231
10.1分離密接型/231
10.2平行空氣間隔型/234
10.3齊明雙膠合透鏡/236
10.4齊明三膠合透鏡/238
10.5有隱蔽消色差面的齊明透鏡/241
10.6配合原則/243
第11章斜光束像差/249
11.1像散和柯丁頓公式/249
11.2匹茲伐定理/256
11.3像散誤差的說明/263
11.4畸變/266
11.5橫向色差/269
11.6對稱原理/272
11.7賽德爾像差的計算/273
第12章光闌位置是自由度的透鏡/278
12.1H′L圖/278
12.2簡單的風景透鏡/280
12.3潛望型透鏡/285
12.4消色差風景透鏡/288
12.5消色差雙透鏡/293
第13章光闌固定的對稱雙消像散透鏡/303
13.1達戈鏡頭設計/303
13.2有空氣間隔的雙分離型透鏡設計/306
13.3雙高斯型物鏡/314
13.4三膠合雙高斯透鏡/320
13.5分離式負雙合雙高斯透鏡/323
第14章不對稱的攝影物鏡/328
14.1匹茲伐肖像鏡頭/328
14.2遠攝鏡頭設計/336
14.3變倍鏡頭/345
14.4普洛塔鏡頭/348
14.5天塞鏡頭設計/355
14.6庫克(COOKE)三透鏡組鏡頭/365
14.6.2薄透鏡彎曲狀態的初始設計/368
第15章反射系統和折反射系統/381
15.1反射鏡和透鏡的比較/381
15.2反射系統的光線追跡/382
15.3單反射鏡系統/383
15.4單反射鏡的折反射系統/388
15.5雙反射鏡系統/409
15.6多反射鏡系統/420
15.7總結/431
第16章目鏡設計/435
16.1軍用型目鏡設計/436
16.2埃爾弗目鏡/440
16.3伽利略取景器/443
第17章透鏡自動校正程序/446
17.1尋求鏡頭設計的解決方案/447
17.2阻尼*小二乘方法/450
17.3權因子和畸變平衡/454
17.4邊界條件的控制/454
17.5公差/455
17.6程序的局限性/456
17.7鏡頭設計計算開發/456
17.8用于自動鏡頭設計的程序和書籍/459
附錄/466
展開全部
透鏡設計基礎(第二版) 節選
第二版序言 本書**版是對亞歷山大·尤金·康拉迪教授(Professor Alexander Eugen Conrady)的專著《應用光學與光學設計》(Applied Optics and Optical Design)的擴展，因而本書第二版可視為對已80歲高齡的康拉迪教授的專著作進一步擴展。正如**版序言中對康拉迪著作的描述，“這是針對有志于學習鏡頭設計技術的學生的**部英文實用教材，在全世界范圍受到了廣泛歡迎”。在此之前，很多人普遍認為光學設計工作條理混亂且計算過程難以理解。 1917年，位于倫敦的帝國理工學院建立了光學技術系。由于康拉迪二十年來在設計新型望遠、顯微以及照相光學系統的成功經驗，以及在**次世界大戰期間大量參與新型潛艇潛望鏡系統和其他軍用儀器的設計工作，他受聘承擔該系的主要教學工作。他的*大成就在于，為學習實用光學設計技術的在校學生和相關從業者創建了系統且高效的教學方法。毫無疑問，康拉迪可被譽為“實用鏡頭設計之父”。 魯道夫·金斯萊克(Rudolf Kingslake)(1903—2003)師從康拉迪教授，并取得碩士學位，在其學生階段和職業生涯早期便獲得了良好的聲譽。1929年，紐約的羅切斯特大學建立了光學研究所，金斯萊克被聘為幾何光學及光學設計助理教授。他在鏡頭設計和光學工程領域的貢獻近乎傳奇。大部分光學設計者所受到的系統專業教育均可以追溯到金斯萊克。緊隨康拉迪的腳步，金斯萊克無疑可稱為美國的“光學鏡頭設計之父”。 金斯萊克發表了大量的科學論文，獲得了一系列的專利，撰寫了多部著作，并在鏡頭設計領域從事教學工作近半個世紀。這些工作對于光學鏡頭設計者以及光學工程師們均產生了深遠的影響。其*重要的貢獻應該是1978年出版的《透鏡設計基礎》(Lens Design Fundamentals)**版，以及在1983年出版的《光學系統設計》(Optical System Design)。在其著作**版出版后的若干年間，光學技術也在發生著顯著的進步。 盡管在1978年來看，現在的光學發展情況可能只是個夢想，但今天的光學設備的確廣泛地存在于我們生活中幾乎所有領域，從而帶動了光學理論、軟件以及制造技術的重大發展。因此，本書在**版的基礎上做了必要的改進和擴展，主要為了滿足鏡頭設計初學者的需要。同時，對于部分希望在相同知識背景下獲得提高的實踐工作者而言，第二版依然是一本非常合適的書籍，因為其中保留了50%以上的由金斯萊克在**版中所著的文字和圖片內容。 在沒有原作者參與的情況下，對本書進行修改工作或多或少是一種挑戰，對于哪些內容應該保留、改變、添加、等，都要經過深思熟慮。在過去的35年中，本人在透鏡設計和光學工程方面進行了大量的教學工作，經常使用《透鏡設計基礎》作為教材，深感讓學生掌握實際的透鏡設計的基本原理，較之單純依賴某一透鏡設計的程序，其重要性是無可比擬的。 透鏡設計中的符號和標注法則在多年間不斷變化，但目前幾乎所有人都在使用笛卡兒右手坐標系統。在此版本的準備過程中，所有圖片、表格及公式均由康拉迪和金斯萊克使用的具有顛倒傾角的笛卡兒左手坐標系統，轉換成了笛卡兒右手坐標系統。學生們可能會好奇，為什么會有不同的坐標系統共存了如此多年，答案是為了*大限度地減小手工計算量。盡可能地減少負值符號，目的在于提高計算速度的同時降低誤差。今天，幾乎不再有人對光線追跡進行手工計算，因此使用笛卡兒右手坐標系統顯得更合時宜，同時，這會使得光學設計與建模、CAD以及制造加工程序的接口更為容易。 自從本書**版問世后，針對像差理論有眾多書籍出版，其中部分作者認為使用波面像差來描述縱向或橫向光線像差更為適宜。但實際上，這些像差形式是直接相關的(見第4章)？道虾徒鹚谷R克所使用的方法是使用實際光線偏差、光程差(OPD)以及D-d來進行色差校正，而并非使用澤尼克展開多項式表示的波面像差。在第二版中，出于各種原因依然采用了同樣的方法，但主要原因是：經驗表明,初學透鏡設計的學生對于光線像差有著更為直觀的理解。 為反映**版后的總體變化，本書在內容上均作了修正和擴展。章節標題保持不變，除了新增了一個章節的像差綜述外，所有章節均作了一定的修改擴展，如新增案例、顯著增多的參考文獻以及增加了若干主題內容。*后一章關于透鏡自動設計的內容，全部進行了重新撰寫。盡管書中主要光學系統的形式限于旋轉對稱系統，但在平面鏡及折反射光學系統章節，擴展了部分具有非常規孔徑的新型系統。還有部分《光學系統設計》中的內容也編入本書，但未加歸屬分類。細心的讀者會發現，三角函數光線追跡在本版本中依然存在，原因是其中許多概念在光線追跡時加以討論更為適宜。這些討論和范例包含光線追跡數據，使得學生們在思考時不用自己再去總結套用。 書中特意省略了如何使用某一特定計算機程序進行透鏡設計的內容，因為這樣的程序對于學習透鏡設計的基本原理是沒有必要的。但是，學生會在未來探索設計實例的過程中，使用某一透鏡設計程序去驗證甚至可能去改善乃至改變該設計，這同樣會令他們受益匪淺。學生將會在這樣的實踐過程中學會很多相關知識。根據康拉迪和金斯萊克的觀點，本書包含了大量完整的案例供學生學習基本原理并進一步自我修習，因此學生在使用時是毫無障礙的。導師可以自行開發一些問題用以豐富其教學方式、計算資源以及教學目標。 透鏡設計工作不僅基于科學原理，同樣也需要設計者的天賦。香農曾恰如其分地將其著作命名為《光學設計的藝術與科學》。本書的一個新的特點就是偶爾插入的“設計者筆記”，給學生提供了某些游于基本原則和教條之外的額外的設計技巧。合理的努力使得第二版有了明顯改善且更為全面。 盡管目前有許多新技術供透鏡設計者們采用，但如衍射曲面、自由曲面、非對稱系統、全息透鏡、偏振技術、菲涅耳曲面、梯度折射率透鏡、雙折射光學材料、特殊擴展非球面、澤尼克曲面等，本書有意不作涉獵。一旦學生以及自學實踐者們掌握了本書中的基本原理，他們便能通過學習其選擇的透鏡設計程序的指導書或者使用手冊，具備快速掌握并使用其他技術、曲面以及材料的能力。 R.巴里·約翰遜
透鏡設計基礎(第二版) 作者簡介
魯道夫·京斯萊克，英國光學設計家，攝影史家。1903年生于英國倫敦。后來進入英國倫敦大學帝國科學技術學院從光學設計家亞歷山大·尤金·康拉迪 學習，獲得博士學位。美國羅切斯特大學光學教授，創辦該大學的應用光學系。1938年京斯萊克被聘為美國羅切斯特市伊士曼柯達公司的光學設計所主任。京斯萊克是英國康拉迪光學設計學派的傳人，著有多部光學設計專業書籍。
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