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光学与光子学丛书近代光学系统设计概论 版权信息
- ISBN：9787030612250
- 条形码：9787030612250 ; 978-7-03-061225-0
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>>
光学与光子学丛书近代光学系统设计概论 本书特色
全书第1章阐述透镜设计观念和方法的演变，介绍近代光学设计流程。第2章用不长的篇幅讲述应用光学，使该书成为完整的教程，已学过应用光学的读者可略去这一章。第3章讨论成像质量评价，比较空域评价（弥散斑、特性曲线）和频域评价（传递函数）。第4章详细介绍典型物镜的设计方法，给出较多的设计实例，讨论如何按照etendue（信息量）来选择初始结构。第5章介绍变焦距物镜的设计方法。第6-11章讲述监控检测、机器视觉、激光测量、投
光学与光子学丛书近代光学系统设计概论 内容简介
全书章阐述透镜设计观念和方法的演变，介绍近代光学设计流程。第2章用不长的篇幅讲述应用光学，使该书成为完整的教程，已学过应用光学的读者可略去这一章。第3章讨论成像质量评价，比较空域评价（弥散斑、特性曲线）和频域评价（传递函数）。第4章详细介绍典型物镜的设计方法，给出较多的设计实例，讨论如何按照etendue（信息量）来选择初始结构。第5章介绍变焦距物镜的设计方法。第6-11章讲述监控检测、机器视觉、激光测量、投影显示、红外成像和荧光生物成像等不同领域的成像系统设计，介绍应用环境和技术要求，讨论材料、设计方案和像质评价的特异性。2章"天文望远镜自适应成像光学系统设计"则给出一个"应用背景-物理模型-工程设计"的完整案例。
光学与光子学丛书近代光学系统设计概论 目录
目录
第1章 概述 1
1.1 光学成像系统的*新进展 1
1.2 光学玻璃的进展 5
1.3 新一代光学设计软件的开发 7
1.4 近代光学设计的特点 8
1.4.1 传统光学设计 8
1.4.2 近代光学设计理念和设计流程 8
1.4.3 小视场物镜的直接设计 8
1.4.4 etendue分析和光学系统的F-w空间 9
1.4.5 复杂系统设计 10
1.5 像质评价指标和评价函数 11
1.5.1 像差 11
1.5.2 评价函数 12
1.6 本章小结 13
第2章 应用光学基础 14
2.1 引言 14
2.1.1 光学设计和应用光学 14
2.1.2 成像系统的一般模型 14
2.1.3 符号规则 15
2.1.4 理想光学 15
2.2 薄透镜成像、光焦度和偏角公式 17
2.2.1 光线经过薄透镜的折射 17
2.2.2 光焦度与偏角 17
2.2.3 分离薄透镜的偏角公式 19
2.2.4 分离薄透镜设计 20
2.3 光波的波段和材料 21
2.4 光学系统图、视场和孔径 22
2.4.1 光学系统图 22
2.4.2 视场 23
2.4.3 孔径 23
2.4.4 归一化 25
2.5 放大率 25
2.5.1 横向放大率和纵向放大率 25
2.5.2 角放大率 26
2.6 焦深 27
2.6.1 离焦 27
2.6.2 衍射极限成像系统的焦深 28
2.6.3 物方焦深和像方焦深 29
2.7 光学系统的基面和基点 29
2.7.1 主平面、焦平面和节平面 29
2.7.2 透镜 30
2.7.3 透镜的基点和基面 31
2.8 光阑、光瞳和渐晕 32
2.8.1 光阑和光瞳 32
2.8.2 光阑的直径和弥散 32
2.8.3 光阑的位置和渐晕 33
2.9 光度学基础：成像系统像面的照度 35
2.9.1 辐射通量和光通量 35
2.9.2 发光强度和亮度 36
2.9.3 余弦发射体 36
2.9.4 光学系统像的轴上点的亮度和照度 37
2.9.5 光学系统轴外像点的照度 38
2.9.6 相对照度的余弦四次方定律与软件计算结果的比对 41
2.9.7 倾斜安置监控物镜的照度估算实例 42
2.10 光通量传递的etendue分析 43
2.11 本章小结 44
第3章 成像信息的传递和像质评价 45
3.1 引言 45
3.2 衍射极限系统和近衍射极限系统 45
3.2.1 衍射极限系统 45
3.2.2 近衍射极限系统 46
3.3 光线追迹 47
3.3.1 主光线和点扩散函数 47
3.3.2 上光线、下光线和“大光线” 48
3.4 球差和纵向色差 48
3.4.1 球差 48
3.4.2 纵向色差 50
3.5 轴外像差 51
3.5.1 彗差 52
3.5.2 场曲和像散 52
3.5.3 畸变 56
3.5.4 横向色差 56
3.6 特性曲线和弥散斑图(点列图) 57
3.6.1 光线的扇形分布和特性曲线 57
3.6.2 弥散斑图 59
3.7 光学传递函数 59
3.7.1 声音频率和图像频率 59
3.7.2 衍射极限系统的光学传递函数 61
3.7.3 用光学传递函数来评价像质 62
3.8 高斯型弥散斑的传递函数、半峰全宽和分辨率 63
3.8.1 贝塞尔函数的积分公式 63
3.8.2 弥散斑的RMS半径 63
3.8.3 弥散斑的半峰全宽和分辨率 64
3.8.4 MTF的解析表达式 65
3.8.5 1/e2带宽 65
3.8.6 等效带宽 66
3.9 像素探测器阵列CCD、CMOS和器件截止频率 68
3.10 光学信号的etendue分析 69
3.10.1 空间带宽积和一维etendue分析 69
3.10.2 探测器和光学系统的etendue匹配 70
3.10.3 光学系统的etendue指标 71
3.11 本章小结 71
参考文献 71
第4章 双胶合和双分离消色差物镜 72
4.1 双胶合消色差物镜 72
4.1.1 双胶合消色差物镜简介 72
4.1.2 球差和纵向色差 73
4.1.3 弥散斑和轴外像差 74
4.2 双胶合消色差物镜的信息量和定义区间 75
4.3 初级球差和高级球差 76
4.4 双胶合消色差物镜设计方法 77
4.4.1 流行的设计方法 77
4.4.2 设计指标四要素：“适用波段、相对孔径、视场和焦距” 77
4.4.3 双胶合物镜对像差的校正 77
4.4.4 焦距缩放 78
4.4.5 设计实例 78
4.5 评价函数的“SPHERICAL”(球差校正)模块和“ACHROMATIC”(色差校正)模块 80
4.5.1 焦距EFFL 80
4.5.2 “ACHROMATIC”(色差校正)模块 80
4.5.3 “SPHERICAL”(球差校正)模块 82
4.5.4 评价函数第2节“默认评价函数”(default merit function)的弥散斑校正设置 83
4.6 有限共轭距双胶合成像系统设计 83
4.6.1 有限共轭距时关于“孔径”的几个定义 83
4.6.2 有限共轭距双胶合消色差准直镜设计方法 84
4.7 双分离消色差物镜设计 84
4.7.1 双胶合消色差物镜的设计极限 84
4.7.2 双分离消色差物镜设计方法 85
4.8 带棱镜(平板)的双胶合消色差物镜 86
4.8.1 棱镜(平板)的加入 86
4.8.2 HAMMER优化和更换玻璃 87
4.8.3 将平板改为45±反射棱镜 88
4.9 本章小结 89
附录4.1 技术指标、像差曲线和结构参数 90
附录4.2 [DB-2]-SPLIT技术指标、像差曲线和结构参数 96
附录4.3 [DB-5]-PRISM技术指标、像差曲线和结构参数 97
附录4.4 评价函数ACHROMATIC-3 98
第5章 三片及四片式消色差准直镜/望远物镜 99
5.1 引言 99
5.2 光焦度与偏角 99
5.3 “双胶合+单片”物镜与双胶合透镜性能比对 100
5.4 三片及四片式物镜典型设计 101
5.4.1 “2+1”型三片式物镜 101
5.4.2 “1+2”型三片式物镜 102
5.4.3 三胶合和四胶合物镜 103
5.4.4 三分离和四分离物镜 104
5.5 长入瞳距物镜 105
5.6 “双胶合+单片”(“2+1”)物镜设计(I) 107
5.6.1 前后组参数计算 107
5.6.2 设计流程 107
5.7 “双胶合+单片”(“2+1”)物镜设计(II) 109
5.8 分光棱镜的插入操作 110
5.9 带有棱镜的望远系统设计 112
5.9.1 低倍开普勒望远镜 112
5.9.2 低倍开普勒望远镜设计方法 112
5.10 本章小结 114
附录5.1 技术指标、像差曲线和结构参数 115
附录5.2 评价函数 134
第6章 二级光谱和复消色差航摄望远物镜 135
6.1 长焦距双胶合消色差准直镜的二级光谱 135
6.2 二级光谱的波像差 136
6.3 光学玻璃的色散特性和阿贝公式 137
6.3.1 光学玻璃所用的特征谱线 137
6.3.2 中部色散和相对部分色散 137
6.3.3 阿贝公式和反常材料 138
6.4 双胶合复消色差准直镜设计 140
6.5 光学设计的极限 142
附录6 技术指标、像差曲线和结构参数 143
第7章 柯克物镜 152
7.1 有限共轭距成像系统 152
7.2 典型的柯克物镜 153
7.2.1 典型的柯克物镜[CK-A]、[CK-B] 153
7.2.2 柯克物镜的佩茨瓦尔半径 156
7.3 柯克物镜的定义域和F-w空间 156
7.3.1 柯克物镜的参考设计 156
7.3.2 柯克物镜的平场特性分析 156
7.3.3 柯克物镜的定义域和etendue分析 157
7.4 柯克物镜设计 158
7.4.1 无限共轭距柯克物镜设计 158
7.4.2 有限共轭距柯克物镜设计 161
7.4.3 探测器和传递函数 163
7.5 玻璃的选配和演变 163
7.6 近紫外-深红超宽带柯克物镜 165
7.7 柯克物镜的评价函数“FIXED-3A-SIMPLE” 166
7.7.1 角视场模块 166
7.7.2 放大率和焦距模块 167
7.7.3 共轭距、物镜长度、物距、像距和畸变模块 167
7.7.4 中心和边缘厚度边界条件模块 167
7.7.5 “默认评价函数”设置 168
7.7.6 设置评价函数的要点 169
7.8 光阑像差和光线对准操作 169
7.9 本章小结 170
附录7.1 技术指标、像差曲线和结构参数 171
附录7.2 评价函数“FIXED-3A-SIMPLE” 187
第8章 天塞物镜及其变形 188
8.1 引言 188
8.2 典型的天塞物镜 188
8.3 天塞物镜的F-w空间 189
8.4 拦光操作 190
8.5 变形天塞物镜 191
8.6 海利亚物镜 193
8.7 本章小结 194
附录8.1 天塞及其变形物镜技术指标、像差曲线和结构参数 195
附录8.2 评价函数TESSA 212
第9章 双高斯物镜及其变形 213
9.1 引言 213
9.2 单反相机物镜 214
9.3 拦光和斜光束渐晕 215
9.4 换玻璃操作 216
9.5 双高斯物镜的典型设计 217
9.6 双高斯物镜的F-w空间 221
9.7 双高斯扫描仪物镜 222
9.8 双高斯照相机物镜设计 223
9.9 本章小结 225
附录9.1 技术指标、像差曲线和结构参数 226
附录9.2 FIXED-3A-SIMPLE优化函数 244
第10章 有限共轭距近对称成像物镜 245
10.1 引言 245
10.2 有限共轭距成像的理想光学基本公式 245
10.2.1 共轭距L、横向放大率β和焦距f' 245
10.2.2 物高y、像高y'和孔径角 245
10.2.
展开全部
光学与光子学丛书近代光学系统设计概论 作者简介
宋菲君，1966年毕业于北京大学物理系。中国科学院研究员，博士生导师，靠前光学工程学会不错专家会员（Fellow SPIE），曾创建并长期担任大恒新纪元科技股份有限公司董事、副总裁兼总工程师。从事光学工程、光学信息处理、激光应用、光通信和天文学的科研。曾主持多项国外委托的研究开发项目，产品大批出口欧美。曾任中国物理学会理事、中国光学学会常务理事，担任多个学术刊物的编委。撰写了《近代光学信息处理》《信息光子学物理》《高等物理光学》（第二作者）等五部学术著作。获得多项。在学术刊物发表多篇论文。多次在靠前学术会做大会特邀报告，担任分会主席。曾获得全国科学大会重大成果奖，多次荣获中科院、省部级科技进步奖。1986年获得“重量有突出贡献中青年科技专家”称号，1988年获得“北京市有突出贡献科技专家称号”，享受国务院特殊津贴。
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