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光學系統設計(理論模擬與系統檢測新形態版雙色印刷光學工程普通高等教育電子信息類專業系列教材)

  • 作者：編者:張磊|責編:李錦
  • 出版社：清華大學
  • ISBN：9787302694106
  • 出版日期：2025/08/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：298
人民幣：RMB 69 元      售價：元
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內容大鋼
    本書從光學設計的目標出發，介紹了光學設計的具體方法、工具（輔助設計軟體）、設計思路、實踐案例（常見光學系統和前沿光學系統的設計案例）和實際光學系統的評測方法等全鏈條知識體系。
    全書共分為3部分。第一部分為光學設計的理論、工具與基礎方法（第1章?第4章）：介紹了光學設計目標、光學設計理論與方法基礎（像差及其控制）、以Zemax為代表的電腦輔助設計工具的使用及利用Zemax軟體控制像差的實操方法；第二部分為典型光學系統設計理念與Zemax設計實踐（第5章?第11章）：介紹瞭望遠系統、顯微系統、攝影系統、投影系統、變焦結構、干涉儀、高斯光學系統和其他非成像光學系統的設計思路與設計案例；第三部分為實際光學系統與光學表面檢測技術介紹（第12章?第14章）：介紹了成像光學系統、激光光學系統及各類光學元件表面的檢測技術理論與方法，形成了光學設計工作的閉環。
    本書適合作為高等院校光電信息科學與工程相關專業高年級本科生、研究生的教材，同時可供光學設計人員、廣大科技工作者和研究人員自學參考。
作者介紹
編者:張磊|責編:李錦
目錄
第1章  光學設計目標
  1.1  光學成像的本質
    1.1.1  理想成像
    1.1.2  小孔成像
  1.2  成像光線追跡的啟示
    1.2.1  光學系統基本概念
    1.2.2  光線追跡結論：像差
  習題
第2章  光學像差與光學系統評價
  2.1  幾何像差
    2.1.1  球差
    2.1.2  彗差
    2.1.3  像散
    2.1.4  場曲
    2.1.5  畸變
    2.1.6  複色像差
    2.1.7  幾何像差計算
  2.2  波像差
    2.2.1  波像差的定義
    2.2.2  波像差的澤尼克多項式描述
  2.3  設計階段的光學系統評價方法
    2.3.1  幾何光學評價方法
    2.3.2  物理光學評價方法
    2.3.3  信息光學評價方法
  習題
第3章  光學設計軟體Zemax輔助設計
  3.1  Zemax界面與參數簡介
    3.1.1  用戶界面
    3.1.2  光學系統基本參數設定
  3.2  Zemax坐標定義與變換
  3.3  Zemax光學系統像質評價
  3.4  Zemax優化設計
    3.4.1  優化函數定義
    3.4.2  優化操作流程
    3.4.3  單透鏡優化實操
    3.4.4  優化變數的solve類型
  3.5  Zemax輔助光學設計總體思路
  習題
第4章  Zemax像差矯正設計基礎
  4.1  軸上球差矯正
    4.1.1  縮小相對口徑
    4.1.2  曲率匹配
    4.1.3  多透鏡分裂焦度
    4.1.4  非球面
    4.1.5  齊明透鏡
  4.2  軸外視場相關像差矯正
    4.2.1  彗差矯正
    4.2.2  像散矯正
    4.2.3  場曲矯正
    4.2.4  畸變矯正

  4.3  色差矯正
    4.3.1  色散與玻璃譜系
    4.3.2  消色差思路
    4.3.3  二級光譜
  習題
第5章  望遠系統設計
  5.1  望遠鏡基本原理與參數指標
    5.1.1  望遠鏡原理性結構
    5.1.2  望遠鏡「望遠」的本質
    5.1.3  望遠鏡的解析度與放大率要求
    5.1.4  望遠鏡窗瞳關係
  5.2  折射式望遠鏡設計
    5.2.1  物鏡設計
    5.2.2  目鏡設計
    5.2.3  折射式望遠鏡總體設計
  5.3  反射式望遠鏡設計
    5.3.1  色差與解析度矛盾的解決
    5.3.2  反射式望遠物鏡設計
    5.3.3  折反混合式望遠鏡設計
  習題
第6章  顯微系統設計
  6.1  放大鏡與顯微鏡原理
  6.2  顯微鏡設計參數要求
  6.3  顯微物鏡的分類與標識
    6.3.1  顯微物鏡分類
    6.3.2  顯微物鏡參數標識
  6.4  顯微物鏡的典型結構設計
    6.4.1  顯微物鏡基本結構
    6.4.2  顯微物鏡Zemax設計實例
  習題
第7章  攝影物鏡設計
  7.1  標準攝影物鏡設計
    7.1.1  庫克三片式物鏡
    7.1.2  天塞物鏡
    7.1.3  雙高斯物鏡
    7.1.4  系統縮放設計
  7.2  攝遠物鏡與廣角物鏡設計
    7.2.1  攝遠物鏡
    7.2.2  反攝遠物鏡
    7.2.3  廣角物鏡
    7.2.4  魚眼鏡頭與全景成像鏡頭
  7.3  遠心物鏡設計
    7.3.1  遠心物鏡基本結構
    7.3.2  遠心物鏡設計案例
  7.4  攝影物鏡應用設計案例
    7.4.1  鏡頭選型與設計
    7.4.2  工業相機選型
    7.4.3  交通監控鏡頭設計案例
    7.4.4  線上會議鏡頭設計案例
  習題

第8章  攝影物鏡與光刻攝影物鏡設計
  8.1  投影物鏡原理與設計
    8.1.1  投影物鏡原理
    8.1.2  投影物鏡設計案例
  8.2  紫外光刻投影物鏡原理與設計
    8.2.1  半導體製造工藝與光刻機簡介
    8.2.2  光刻投影物鏡基本性質
    8.2.3  光刻投影物鏡設計
  習題
第9章  光學系統多重結構設計
  9.1  Zemax多重結構設計介紹
    9.1.1  多重結構光學系統介紹
    9.1.2  多重結構編輯器
  9.2  變焦系統及其多重結構設計
    9.2.1  變焦系統原理
    9.2.2  變焦系統的參數計算
    9.2.3  變焦系統Zemax設計示例分析
  9.3  激光干涉儀及其多重結構設計
    9.3.1  激光干涉儀基礎結構
    9.3.2  干涉儀Zemax模擬設計
  習題
第10章  高斯（激光）光學設計
  10.1  高斯光束傳播特性模擬
    10.1.1  高斯光束自由空間傳播特性
    10.1.2  高斯光束透鏡變換特性
    10.1.3  Zemax高斯光束定義
  10.2  高斯光束聚焦與准直
    10.2.1  高斯光束聚焦
    10.2.2  高斯光束准直
    10.2.3  高斯光束准直擴束
    10.2.4  星地激光通信地面傳輸模擬驗證系統設計
  10.3  F-Theta掃描物鏡設計
    10.3.1  F-Theta掃描物鏡設計原理
    10.3.2  F-Theta掃描物鏡設計實例
  習題
第11章  非成像光學系統與Zemax非序列模式
  11.1  序列模式中的非成像光學案例
    11.1.1  顯微照明結構設計
    11.1.2  光譜儀結構設計
  11.2  Zemax非序列模式
    11.2.1  非序列模式簡介
    11.2.2  非序列模式光源
    11.2.3  非序列模式探測器與光線追跡
  11.3  Zemax非序列模式中的非成像光學案例
    11.3.1  非序列模式干涉儀結構設計
    11.3.2  微透鏡陣列勻光設計
    11.3.3  氣體吸收池設計
  習題
第12章  實際成像系統質量評價
  12.1  星點檢驗

  12.2  MTF測試
  12.3  解析度檢驗
  12.4  相機成像模型與畸變
    12.4.1  相機成像模型
    12.4.2  相機標定
  習題
第13章  激光光學系統波前檢測
  13.1  波前直接檢測法
    13.1.1  基於波前感測器的波前斜率檢測
    13.1.2  基於焦面強度的波前像差反演
    13.1.3  深度學習在波前恢復中的應用
  13.2  參考光干涉方法
    13.2.1  干涉檢測原理與結構
    13.2.2  干涉圖相位解調方法：移相法
    13.2.3  干涉圖相位解調方法：傅里葉變換法
    13.2.4  相位解包裹
  13.3  載波和離焦相位處理
  13.4  自參考干涉法：剪切干涉儀
    13.4.1  平行平板橫向剪切干涉儀
    13.4.2  環形徑向剪切干涉儀
  習題
第14章  光學表面檢測
  14.1  光學表面加工與面形誤差
    14.1.1  光學表面加工方法
    14.1.2  光學表面面形誤差
  14.2  平面與球面光學元件檢測
    14.2.1  傳統檢測法
    14.2.2  干涉測量法
    14.2.3  干涉檢測的參考路誤差處理
  14.3  非球面光學元件表面檢測
    14.3.1  零位檢測
    14.3.2  非零位檢測
    14.3.3  子孔徑拼接法
  習題
參考文獻

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