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工程光學設計 版權信息
- ISBN：9787111742630
- 條形碼：9787111742630 ; 978-7-111-74263-0
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
工程光學設計 本書特色
本書遵循教指委相關指導文件和高等院校學生學習規律編寫而成。踐行四新理念，融入思政元素，注重理論與實踐相結合。
工程光學設計 內容簡介
21世紀的光學不僅成為信息科學中的信息載體和主角之一，還融合了微電子、自動化、計算機和信息管理等技術，形成了光機電一體化的綜合性高新技術；而現當代光學儀器已經打破了經典光學儀器的傳統概念，是“光、機、電、算”的綜合體，但核心部分仍然是光學系統。 本書系統闡述了光學設計理論以及光學零部件和系統的設計方法，并給出大量設計實例。全書分3部分共9章，內容包括：光學設計概述，光學設計CAD軟件應用基礎，光學系統像質評價方法，光學材料和光學設計的經濟性、工藝性，代數法求解光學部件初始結構，典型光學部件設計，經典光學系統設計，其他光學系統設計以及光學設計OSLO軟件應用與光學設計實訓。 本書注重理論與實踐相結合，融科學性、實用性和可操作性于一體，可作為光學及相關專業本科，特別是應用型本科的教材，也可供研究生和有關工程技術人員參考。 (責任編輯郵箱：jinacmp@163.com)
工程光學設計 目錄
前言
第1部分光學系統設計基礎
第1章光學設計概述1
1.1光學系統、光學部件1
1.2現代光學儀器對光學系統設計的要求1
1.2.1儀器對光學系統性能與質量的
要求2
1.2.2光學系統對使用要求的滿足程度2
1.2.3光學系統設計的經濟性3
1.3光學系統（部件）設計方法概述3
1.3.1光學系統設計的一般過程和步驟3
1.3.2光學系統總體設計4
1.3.3光學系統的具體設計4
1.4現代光學設計一般流程和光學自動設計
原理5
1.4.1現代光學設計的一般流程5
1.4.2光學自動設計原理6
1.5現代光學設計方法的哲學思辨11
第2章光學設計CAD軟件應用
基礎13
2.1光學設計科技進步與常用光學設計
CAD軟件13
2.1.1光學設計CAD軟件的發展歷史13
2.1.2幾種代表性光學設計CAD軟件
簡介14
2.2光學設計軟件Zemax OpticStudio應用
基礎14
2.2.1概述14
2.2.2Zemax OpticStudio的用戶界面16
2.2.3Zemax OpticStudio基本操作22
2.2.4應用實例34
2.3光學設計軟件OSLO應用入門39
2.3.1概述39
2.3.2OSLO LT6.1用戶界面40
第3章光學系統像質評價方法54
3.1概述54
3.2光學系統的坐標系統、結構參數和
特性參數54
3.3幾何像差的定義及其計算58
3.4垂軸像差的定義及其計算63
3.5幾何像差及垂軸像差的圖形輸出65
3.6用波像差、瑞利準則和中心、亮斑
所占能量評價成像質量69
3.6.1波像差69
3.6.2瑞利準則70
3.6.3波像差、瑞利準則和中心亮斑
所占能量70
3.7光學傳遞函數71
3.8點列圖77
3.9包圍圓能量78
3.10薄透鏡系統的初級像差理論78
3.10.1初級像差公式79
3.10.2薄透鏡初級像差公式80
3.10.3薄透鏡初級像差性質82
習題85
第4章光學材料和光學設計的經濟性、
工藝性86
4.1光學材料簡介86
4.1.1無色光學玻璃86
4.1.2光學塑料90
4.1.3光學晶體91
4.1.4反射鏡材料92
4.2光學設計的經濟性93
4.3光學設計的工藝性94
4.3.1光學設計軟件設計結果的后續
工作94
4.3.2光學零件與光學冷加工工藝適
配性96
習題97第2部分光學系統（部件）設計
目錄第5章代數法求解光學部件初始
結構98
5.1概述98
5.2單片薄透鏡初始結構的設計計算98
5.2.1基于pW法的單片薄透鏡的
結構設計計算98
5.2.2單片透鏡初始結構的簡易設計103
5.3雙膠合薄透鏡初始結構的設計計算104
5.3.1雙膠合薄透鏡物在無限遠時
的p∞、W∞與結構參數的關系104
5.3.2對p∞、W∞基本關系的分析105
5.4兩組雙膠合透鏡初始結構設計110
5.4.1選型110
5.4.2方案選擇110
5.5小氣隙雙分離透鏡111
5.5.1雙膠合組變小氣隙雙分離透鏡
的目的111
5.5.2小氣隙雙分離透鏡能減小高級
球差111
5.6齊明彎月透鏡結構參數求解112
5.6.1顯微物鏡齊明彎月前組初始結構
設計112
5.6.2聚光鏡第1片齊明透鏡初始結構
設計114
習題115
第6章典型光學部件設計116
6.1望遠物鏡設計116
6.1.1望遠物鏡光學特性與結構類型116
6.1.2設計實例:雙膠合、雙分離物鏡
設計118
6.2顯微物鏡設計119
6.2.1顯微物鏡光學特性與結構類型119
6.2.2設計實例：生物顯微鏡25×消色
差物鏡設計126
6.2.3設計實例：16×無限遠像距長工作
距離平場消色差物鏡設計127
6.2.4設計實例:生物顯微鏡多功能光
電質檢儀遠心物鏡設計131
6.3目鏡設計135
6.3.1目鏡光學特性與結構類型135
6.3.2設計實例：用試驗法設計的系列
目鏡137
6.4照相物鏡設計137
6.4.1照相物鏡的光學特性和結構
形式137
6.4.2設計實例：傳統照相機標準鏡頭
設計144
6.5投影物鏡設計147
6.5.1投影物鏡光學特性147
6.5.2投影物鏡結構形式與對像質的
要求148
6.5.3投影儀物鏡設計149
6.5.4設計實例：投影儀10×物鏡
設計150
6.6CCD圖像傳感器成像物鏡設計151
6.6.1CCD成像物鏡的光學性能和
設計要點151
6.6.2設計實例：顯微電視CCD攝錄
接口的設計152
6.6.3設計實例：高清CCTV成像物鏡
設計154
習題162
第7章經典光學系統設計163
7.1顯微鏡光學系統設計163
7.1.1顯微鏡光學系統設計方法163
7.1.2設計實例：普通生物顯微鏡成像
光學系統設計166
7.1.3設計實例：特種顯微鏡無限遠像
距光學系統設計172
7.2望遠光學系統設計175
7.2.1望遠系統成像原理176
7.2.2望遠系統的主要光學性能及其
確定176
7.2.3伽利略望遠系統和開普勒望遠
系統179
7.2.4設計實例：雙筒手持式望遠鏡
設計182
習題191
第8章其他光學系統設計192
8.1變焦距光學系統設計192
8.1.1概述192
8.1.2變焦距光學系統的分類及其
特點193
8.1.3變焦距物鏡的高斯光學200
8.1.4設計實例：變焦距物鏡高斯光學
設計201
8.1.5變焦距光學系統設計205
8.2遠心光學系統設計206
8.2.1遠心光學系統的概念206
8.2.2遠心鏡頭簡易設計——光闌位置
的一維優化207
8.2.3雙遠心鏡頭設計208
8.3激光掃描系統和fθ鏡頭設計210
8.3.1激光掃描系統210
8.3.2fθ鏡頭設計211
8.4非成像光學系統設計213
8.4.1概述213
8.4.2照明光學系統基本組成213
8.4.3照明光學系統設計215
8.4.4均勻照明的實現218
8.5非球面設計221
8.5.1非球面的表示方法221
8.5.2非球面的特性223
8.5.3反射二次非球
第1部分光學系統設計基礎
第1章光學設計概述1
1.1光學系統、光學部件1
1.2現代光學儀器對光學系統設計的要求1
1.2.1儀器對光學系統性能與質量的
要求2
1.2.2光學系統對使用要求的滿足程度2
1.2.3光學系統設計的經濟性3
1.3光學系統（部件）設計方法概述3
1.3.1光學系統設計的一般過程和步驟3
1.3.2光學系統總體設計4
1.3.3光學系統的具體設計4
1.4現代光學設計一般流程和光學自動設計
原理5
1.4.1現代光學設計的一般流程5
1.4.2光學自動設計原理6
1.5現代光學設計方法的哲學思辨11
第2章光學設計CAD軟件應用
基礎13
2.1光學設計科技進步與常用光學設計
CAD軟件13
2.1.1光學設計CAD軟件的發展歷史13
2.1.2幾種代表性光學設計CAD軟件
簡介14
2.2光學設計軟件Zemax OpticStudio應用
基礎14
2.2.1概述14
2.2.2Zemax OpticStudio的用戶界面16
2.2.3Zemax OpticStudio基本操作22
2.2.4應用實例34
2.3光學設計軟件OSLO應用入門39
2.3.1概述39
2.3.2OSLO LT6.1用戶界面40
第3章光學系統像質評價方法54
3.1概述54
3.2光學系統的坐標系統、結構參數和
特性參數54
3.3幾何像差的定義及其計算58
3.4垂軸像差的定義及其計算63
3.5幾何像差及垂軸像差的圖形輸出65
3.6用波像差、瑞利準則和中心、亮斑
所占能量評價成像質量69
3.6.1波像差69
3.6.2瑞利準則70
3.6.3波像差、瑞利準則和中心亮斑
所占能量70
3.7光學傳遞函數71
3.8點列圖77
3.9包圍圓能量78
3.10薄透鏡系統的初級像差理論78
3.10.1初級像差公式79
3.10.2薄透鏡初級像差公式80
3.10.3薄透鏡初級像差性質82
習題85
第4章光學材料和光學設計的經濟性、
工藝性86
4.1光學材料簡介86
4.1.1無色光學玻璃86
4.1.2光學塑料90
4.1.3光學晶體91
4.1.4反射鏡材料92
4.2光學設計的經濟性93
4.3光學設計的工藝性94
4.3.1光學設計軟件設計結果的后續
工作94
4.3.2光學零件與光學冷加工工藝適
配性96
習題97第2部分光學系統（部件）設計
目錄第5章代數法求解光學部件初始
結構98
5.1概述98
5.2單片薄透鏡初始結構的設計計算98
5.2.1基于pW法的單片薄透鏡的
結構設計計算98
5.2.2單片透鏡初始結構的簡易設計103
5.3雙膠合薄透鏡初始結構的設計計算104
5.3.1雙膠合薄透鏡物在無限遠時
的p∞、W∞與結構參數的關系104
5.3.2對p∞、W∞基本關系的分析105
5.4兩組雙膠合透鏡初始結構設計110
5.4.1選型110
5.4.2方案選擇110
5.5小氣隙雙分離透鏡111
5.5.1雙膠合組變小氣隙雙分離透鏡
的目的111
5.5.2小氣隙雙分離透鏡能減小高級
球差111
5.6齊明彎月透鏡結構參數求解112
5.6.1顯微物鏡齊明彎月前組初始結構
設計112
5.6.2聚光鏡第1片齊明透鏡初始結構
設計114
習題115
第6章典型光學部件設計116
6.1望遠物鏡設計116
6.1.1望遠物鏡光學特性與結構類型116
6.1.2設計實例:雙膠合、雙分離物鏡
設計118
6.2顯微物鏡設計119
6.2.1顯微物鏡光學特性與結構類型119
6.2.2設計實例：生物顯微鏡25×消色
差物鏡設計126
6.2.3設計實例：16×無限遠像距長工作
距離平場消色差物鏡設計127
6.2.4設計實例:生物顯微鏡多功能光
電質檢儀遠心物鏡設計131
6.3目鏡設計135
6.3.1目鏡光學特性與結構類型135
6.3.2設計實例：用試驗法設計的系列
目鏡137
6.4照相物鏡設計137
6.4.1照相物鏡的光學特性和結構
形式137
6.4.2設計實例：傳統照相機標準鏡頭
設計144
6.5投影物鏡設計147
6.5.1投影物鏡光學特性147
6.5.2投影物鏡結構形式與對像質的
要求148
6.5.3投影儀物鏡設計149
6.5.4設計實例：投影儀10×物鏡
設計150
6.6CCD圖像傳感器成像物鏡設計151
6.6.1CCD成像物鏡的光學性能和
設計要點151
6.6.2設計實例：顯微電視CCD攝錄
接口的設計152
6.6.3設計實例：高清CCTV成像物鏡
設計154
習題162
第7章經典光學系統設計163
7.1顯微鏡光學系統設計163
7.1.1顯微鏡光學系統設計方法163
7.1.2設計實例：普通生物顯微鏡成像
光學系統設計166
7.1.3設計實例：特種顯微鏡無限遠像
距光學系統設計172
7.2望遠光學系統設計175
7.2.1望遠系統成像原理176
7.2.2望遠系統的主要光學性能及其
確定176
7.2.3伽利略望遠系統和開普勒望遠
系統179
7.2.4設計實例：雙筒手持式望遠鏡
設計182
習題191
第8章其他光學系統設計192
8.1變焦距光學系統設計192
8.1.1概述192
8.1.2變焦距光學系統的分類及其
特點193
8.1.3變焦距物鏡的高斯光學200
8.1.4設計實例：變焦距物鏡高斯光學
設計201
8.1.5變焦距光學系統設計205
8.2遠心光學系統設計206
8.2.1遠心光學系統的概念206
8.2.2遠心鏡頭簡易設計——光闌位置
的一維優化207
8.2.3雙遠心鏡頭設計208
8.3激光掃描系統和fθ鏡頭設計210
8.3.1激光掃描系統210
8.3.2fθ鏡頭設計211
8.4非成像光學系統設計213
8.4.1概述213
8.4.2照明光學系統基本組成213
8.4.3照明光學系統設計215
8.4.4均勻照明的實現218
8.5非球面設計221
8.5.1非球面的表示方法221
8.5.2非球面的特性223
8.5.3反射二次非球
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