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光學與光子學叢書近代光學系統(tǒng)設(shè)計概論 版權(quán)信息
- ISBN：9787030612250
- 條形碼：9787030612250 ; 978-7-03-061225-0
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數(shù)：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
光學與光子學叢書近代光學系統(tǒng)設(shè)計概論 本書特色
全書第1章闡述透鏡設(shè)計觀念和方法的演變，介紹近代光學設(shè)計流程。第2章用不長的篇幅講述應用光學，使該書成為完整的教程，已學過應用光學的讀者可略去這一章。第3章討論成像質(zhì)量評價，比較空域評價（彌散斑、特性曲線）和頻域評價（傳遞函數(shù)）。第4章詳細介紹典型物鏡的設(shè)計方法，給出較多的設(shè)計實例，討論如何按照etendue（信息量）來選擇初始結(jié)構(gòu)。第5章介紹變焦距物鏡的設(shè)計方法。第6-11章講述監(jiān)控檢測、機器視覺、激光測量、投
光學與光子學叢書近代光學系統(tǒng)設(shè)計概論 內(nèi)容簡介
全書章闡述透鏡設(shè)計觀念和方法的演變，介紹近代光學設(shè)計流程。第2章用不長的篇幅講述應用光學，使該書成為完整的教程，已學過應用光學的讀者可略去這一章。第3章討論成像質(zhì)量評價，比較空域評價（彌散斑、特性曲線）和頻域評價（傳遞函數(shù)）。第4章詳細介紹典型物鏡的設(shè)計方法，給出較多的設(shè)計實例，討論如何按照etendue（信息量）來選擇初始結(jié)構(gòu)。第5章介紹變焦距物鏡的設(shè)計方法。第6-11章講述監(jiān)控檢測、機器視覺、激光測量、投影顯示、紅外成像和熒光生物成像等不同領(lǐng)域的成像系統(tǒng)設(shè)計，介紹應用環(huán)境和技術(shù)要求，討論材料、設(shè)計方案和像質(zhì)評價的特異性。2章"天文望遠鏡自適應成像光學系統(tǒng)設(shè)計"則給出一個"應用背景-物理模型-工程設(shè)計"的完整案例。
光學與光子學叢書近代光學系統(tǒng)設(shè)計概論 目錄
目錄
第1章 概述 1
1.1 光學成像系統(tǒng)的*新進展 1
1.2 光學玻璃的進展 5
1.3 新一代光學設(shè)計軟件的開發(fā) 7
1.4 近代光學設(shè)計的特點 8
1.4.1 傳統(tǒng)光學設(shè)計 8
1.4.2 近代光學設(shè)計理念和設(shè)計流程 8
1.4.3 小視場物鏡的直接設(shè)計 8
1.4.4 etendue分析和光學系統(tǒng)的F-w空間 9
1.4.5 復雜系統(tǒng)設(shè)計 10
1.5 像質(zhì)評價指標和評價函數(shù) 11
1.5.1 像差 11
1.5.2 評價函數(shù) 12
1.6 本章小結(jié) 13
第2章 應用光學基礎(chǔ) 14
2.1 引言 14
2.1.1 光學設(shè)計和應用光學 14
2.1.2 成像系統(tǒng)的一般模型 14
2.1.3 符號規(guī)則 15
2.1.4 理想光學 15
2.2 薄透鏡成像、光焦度和偏角公式 17
2.2.1 光線經(jīng)過薄透鏡的折射 17
2.2.2 光焦度與偏角 17
2.2.3 分離薄透鏡的偏角公式 19
2.2.4 分離薄透鏡設(shè)計 20
2.3 光波的波段和材料 21
2.4 光學系統(tǒng)圖、視場和孔徑 22
2.4.1 光學系統(tǒng)圖 22
2.4.2 視場 23
2.4.3 孔徑 23
2.4.4 歸一化 25
2.5 放大率 25
2.5.1 橫向放大率和縱向放大率 25
2.5.2 角放大率 26
2.6 焦深 27
2.6.1 離焦 27
2.6.2 衍射極限成像系統(tǒng)的焦深 28
2.6.3 物方焦深和像方焦深 29
2.7 光學系統(tǒng)的基面和基點 29
2.7.1 主平面、焦平面和節(jié)平面 29
2.7.2 透鏡 30
2.7.3 透鏡的基點和基面 31
2.8 光闌、光瞳和漸暈 32
2.8.1 光闌和光瞳 32
2.8.2 光闌的直徑和彌散 32
2.8.3 光闌的位置和漸暈 33
2.9 光度學基礎(chǔ)：成像系統(tǒng)像面的照度 35
2.9.1 輻射通量和光通量 35
2.9.2 發(fā)光強度和亮度 36
2.9.3 余弦發(fā)射體 36
2.9.4 光學系統(tǒng)像的軸上點的亮度和照度 37
2.9.5 光學系統(tǒng)軸外像點的照度 38
2.9.6 相對照度的余弦四次方定律與軟件計算結(jié)果的比對 41
2.9.7 傾斜安置監(jiān)控物鏡的照度估算實例 42
2.10 光通量傳遞的etendue分析 43
2.11 本章小結(jié) 44
第3章 成像信息的傳遞和像質(zhì)評價 45
3.1 引言 45
3.2 衍射極限系統(tǒng)和近衍射極限系統(tǒng) 45
3.2.1 衍射極限系統(tǒng) 45
3.2.2 近衍射極限系統(tǒng) 46
3.3 光線追跡 47
3.3.1 主光線和點擴散函數(shù) 47
3.3.2 上光線、下光線和“大光線” 48
3.4 球差和縱向色差 48
3.4.1 球差 48
3.4.2 縱向色差 50
3.5 軸外像差 51
3.5.1 彗差 52
3.5.2 場曲和像散 52
3.5.3 畸變 56
3.5.4 橫向色差 56
3.6 特性曲線和彌散斑圖(點列圖) 57
3.6.1 光線的扇形分布和特性曲線 57
3.6.2 彌散斑圖 59
3.7 光學傳遞函數(shù) 59
3.7.1 聲音頻率和圖像頻率 59
3.7.2 衍射極限系統(tǒng)的光學傳遞函數(shù) 61
3.7.3 用光學傳遞函數(shù)來評價像質(zhì) 62
3.8 高斯型彌散斑的傳遞函數(shù)、半峰全寬和分辨率 63
3.8.1 貝塞爾函數(shù)的積分公式 63
3.8.2 彌散斑的RMS半徑 63
3.8.3 彌散斑的半峰全寬和分辨率 64
3.8.4 MTF的解析表達式 65
3.8.5 1/e2帶寬 65
3.8.6 等效帶寬 66
3.9 像素探測器陣列CCD、CMOS和器件截止頻率 68
3.10 光學信號的etendue分析 69
3.10.1 空間帶寬積和一維etendue分析 69
3.10.2 探測器和光學系統(tǒng)的etendue匹配 70
3.10.3 光學系統(tǒng)的etendue指標 71
3.11 本章小結(jié) 71
參考文獻 71
第4章 雙膠合和雙分離消色差物鏡 72
4.1 雙膠合消色差物鏡 72
4.1.1 雙膠合消色差物鏡簡介 72
4.1.2 球差和縱向色差 73
4.1.3 彌散斑和軸外像差 74
4.2 雙膠合消色差物鏡的信息量和定義區(qū)間 75
4.3 初級球差和高級球差 76
4.4 雙膠合消色差物鏡設(shè)計方法 77
4.4.1 流行的設(shè)計方法 77
4.4.2 設(shè)計指標四要素：“適用波段、相對孔徑、視場和焦距” 77
4.4.3 雙膠合物鏡對像差的校正 77
4.4.4 焦距縮放 78
4.4.5 設(shè)計實例 78
4.5 評價函數(shù)的“SPHERICAL”(球差校正)模塊和“ACHROMATIC”(色差校正)模塊 80
4.5.1 焦距EFFL 80
4.5.2 “ACHROMATIC”(色差校正)模塊 80
4.5.3 “SPHERICAL”(球差校正)模塊 82
4.5.4 評價函數(shù)第2節(jié)“默認評價函數(shù)”(default merit function)的彌散斑校正設(shè)置 83
4.6 有限共軛距雙膠合成像系統(tǒng)設(shè)計 83
4.6.1 有限共軛距時關(guān)于“孔徑”的幾個定義 83
4.6.2 有限共軛距雙膠合消色差準直鏡設(shè)計方法 84
4.7 雙分離消色差物鏡設(shè)計 84
4.7.1 雙膠合消色差物鏡的設(shè)計極限 84
4.7.2 雙分離消色差物鏡設(shè)計方法 85
4.8 帶棱鏡(平板)的雙膠合消色差物鏡 86
4.8.1 棱鏡(平板)的加入 86
4.8.2 HAMMER優(yōu)化和更換玻璃 87
4.8.3 將平板改為45±反射棱鏡 88
4.9 本章小結(jié) 89
附錄4.1 技術(shù)指標、像差曲線和結(jié)構(gòu)參數(shù) 90
附錄4.2 [DB-2]-SPLIT技術(shù)指標、像差曲線和結(jié)構(gòu)參數(shù) 96
附錄4.3 [DB-5]-PRISM技術(shù)指標、像差曲線和結(jié)構(gòu)參數(shù) 97
附錄4.4 評價函數(shù)ACHROMATIC-3 98
第5章 三片及四片式消色差準直鏡/望遠物鏡 99
5.1 引言 99
5.2 光焦度與偏角 99
5.3 “雙膠合+單片”物鏡與雙膠合透鏡性能比對 100
5.4 三片及四片式物鏡典型設(shè)計 101
5.4.1 “2+1”型三片式物鏡 101
5.4.2 “1+2”型三片式物鏡 102
5.4.3 三膠合和四膠合物鏡 103
5.4.4 三分離和四分離物鏡 104
5.5 長入瞳距物鏡 105
5.6 “雙膠合+單片”(“2+1”)物鏡設(shè)計(I) 107
5.6.1 前后組參數(shù)計算 107
5.6.2 設(shè)計流程 107
5.7 “雙膠合+單片”(“2+1”)物鏡設(shè)計(II) 109
5.8 分光棱鏡的插入操作 110
5.9 帶有棱鏡的望遠系統(tǒng)設(shè)計 112
5.9.1 低倍開普勒望遠鏡 112
5.9.2 低倍開普勒望遠鏡設(shè)計方法 112
5.10 本章小結(jié) 114
附錄5.1 技術(shù)指標、像差曲線和結(jié)構(gòu)參數(shù) 115
附錄5.2 評價函數(shù) 134
第6章 二級光譜和復消色差航攝望遠物鏡 135
6.1 長焦距雙膠合消色差準直鏡的二級光譜 135
6.2 二級光譜的波像差 136
6.3 光學玻璃的色散特性和阿貝公式 137
6.3.1 光學玻璃所用的特征譜線 137
6.3.2 中部色散和相對部分色散 137
6.3.3 阿貝公式和反常材料 138
6.4 雙膠合復消色差準直鏡設(shè)計 140
6.5 光學設(shè)計的極限 142
附錄6 技術(shù)指標、像差曲線和結(jié)構(gòu)參數(shù) 143
第7章 柯克物鏡 152
7.1 有限共軛距成像系統(tǒng) 152
7.2 典型的柯克物鏡 153
7.2.1 典型的柯克物鏡[CK-A]、[CK-B] 153
7.2.2 柯克物鏡的佩茨瓦爾半徑 156
7.3 柯克物鏡的定義域和F-w空間 156
7.3.1 柯克物鏡的參考設(shè)計 156
7.3.2 柯克物鏡的平場特性分析 156
7.3.3 柯克物鏡的定義域和etendue分析 157
7.4 柯克物鏡設(shè)計 158
7.4.1 無限共軛距柯克物鏡設(shè)計 158
7.4.2 有限共軛距柯克物鏡設(shè)計 161
7.4.3 探測器和傳遞函數(shù) 163
7.5 玻璃的選配和演變 163
7.6 近紫外-深紅超寬帶柯克物鏡 165
7.7 柯克物鏡的評價函數(shù)“FIXED-3A-SIMPLE” 166
7.7.1 角視場模塊 166
7.7.2 放大率和焦距模塊 167
7.7.3 共軛距、物鏡長度、物距、像距和畸變模塊 167
7.7.4 中心和邊緣厚度邊界條件模塊 167
7.7.5 “默認評價函數(shù)”設(shè)置 168
7.7.6 設(shè)置評價函數(shù)的要點 169
7.8 光闌像差和光線對準操作 169
7.9 本章小結(jié) 170
附錄7.1 技術(shù)指標、像差曲線和結(jié)構(gòu)參數(shù) 171
附錄7.2 評價函數(shù)“FIXED-3A-SIMPLE” 187
第8章 天塞物鏡及其變形 188
8.1 引言 188
8.2 典型的天塞物鏡 188
8.3 天塞物鏡的F-w空間 189
8.4 攔光操作 190
8.5 變形天塞物鏡 191
8.6 海利亞物鏡 193
8.7 本章小結(jié) 194
附錄8.1 天塞及其變形物鏡技術(shù)指標、像差曲線和結(jié)構(gòu)參數(shù) 195
附錄8.2 評價函數(shù)TESSA 212
第9章 雙高斯物鏡及其變形 213
9.1 引言 213
9.2 單反相機物鏡 214
9.3 攔光和斜光束漸暈 215
9.4 換玻璃操作 216
9.5 雙高斯物鏡的典型設(shè)計 217
9.6 雙高斯物鏡的F-w空間 221
9.7 雙高斯掃描儀物鏡 222
9.8 雙高斯照相機物鏡設(shè)計 223
9.9 本章小結(jié) 225
附錄9.1 技術(shù)指標、像差曲線和結(jié)構(gòu)參數(shù) 226
附錄9.2 FIXED-3A-SIMPLE優(yōu)化函數(shù) 244
第10章 有限共軛距近對稱成像物鏡 245
10.1 引言 245
10.2 有限共軛距成像的理想光學基本公式 245
10.2.1 共軛距L、橫向放大率β和焦距f' 245
10.2.2 物高y、像高y'和孔徑角 245
10.2.
展開全部
光學與光子學叢書近代光學系統(tǒng)設(shè)計概論 作者簡介
宋菲君，1966年畢業(yè)于北京大學物理系。中國科學院研究員，博士生導師，靠前光學工程學會不錯專家會員（Fellow SPIE），曾創(chuàng)建并長期擔任大恒新紀元科技股份有限公司董事、副總裁兼總工程師。從事光學工程、光學信息處理、激光應用、光通信和天文學的科研。曾主持多項國外委托的研究開發(fā)項目，產(chǎn)品大批出口歐美。曾任中國物理學會理事、中國光學學會常務理事，擔任多個學術(shù)刊物的編委。撰寫了《近代光學信息處理》《信息光子學物理》《高等物理光學》（第二作者）等五部學術(shù)著作。獲得多項。在學術(shù)刊物發(fā)表多篇論文。多次在靠前學術(shù)會做大會特邀報告，擔任分會主席。曾獲得全國科學大會重大成果獎，多次榮獲中科院、省部級科技進步獎。1986年獲得“重量有突出貢獻中青年科技專家”稱號，1988年獲得“北京市有突出貢獻科技專家稱號”，享受國務院特殊津貼。
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