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内容简介

　　《应用光学与光学设计基础（第3版）/江苏省“十二五”规划教材》是一本涵盖应用光学成像基本理论、光度学与色度学基础、典型应用光学系统以及光学系统像质评价与应用ZEMAX软件进行光学设计基本方法等丰富内容的核心专业基础性教材与参考书。全书分四篇共16章，第1篇为几何光学的基本概念与成像基本理论（第1—7章），主要介绍光学成像基本理论（几何光学的基本定律、共轴球面系统近轴光学与理想光学系统成像理论），基本光学成像元件（球面透镜与平面反射棱镜等），目视光学系统工作原理以及成像系统的光束限制等；第二篇为光度学与色度学基础（第8～9章）；第三篇为典型应用光学系统（第10～14章），全面系统地介绍了*重要且具代表性的望远镜（包括望远系统外形尺寸计算与天文望远镜有关内容）、显微镜、照相与投影系统、激光光学与激光应用系统、光纤光学与无源光纤传像系统等5种典型应用光学系统的机理、特性与应用；第四篇为光学系统的像质评价与应用ZEMAX软件进行光学设计的基本方法（第15～16章）。
　　《应用光学与光学设计基础（第3版）/江苏省“十二五”规划教材》内容全面系统，丰富翔实，基础理论扎实，应用系统反映当代科技先进成果；表述方法深入浅出，循序渐进，图文并茂，可读性好；具有较宽的专业适应性和良好的工程设计实践指导性。可作为光学工程类、电子信息类、电气信息类、仪器仪表类中的光电信息科学与工程、测控技术与仪器等本科专业的核心专业基础课教材；部分提高性内容可供光学工程、仪器科学与技术、电子科学与技术等学科的研究生选修，或作为高年级本科生的小学分专业选修课内容；全书还非常适合于从事光学工程与光电技术类研发工作的科技工作者作为研发设计的自学参考书。

目录

绪论

第一篇 几何光学的基本概念与成像理论
第1章 几何光学基本定律与成像基本概念
1．1 几何光学的基本概念
1．1．1 光波
1．1．2 光源（发光体，发光点）
1．1．3 波面
1．1．4 光线
1．1．5 光束
1．2 光的传播规律——几何光学的基本定律
1．2．1 光的直线传播定律
1．2．2 光的独立传播定律
1．2．3 反射定律与折射定律
1．2．4 折射率
1．2．5 反射光与折射光的能量分布
1．2．6 全反射（完全内反射）及其应用
1．2．7 光路的可逆原理
1．2．8 光线在折射率连续变化的非均匀介质中的传播规律
1．3 费马原理（△）
1．4 马吕斯定律
1．5 光学系统及成像的基本概念
1．5．1 光学系统的基本概念
1．5．2 成像的基本概念
习题1
思考题1
第2章 共轴球面系统的成像理论（近轴光学）
2．1 子午面内实际光线经共轴球面系统折射的光路计算公式
2．1．1 符号规则
2．1．2 实际光线经（单折射）球面折射的光路计算公式
2．1．3 实际光线经共轴球面系统的光路计算公式
2．1．4 轴上单色物点经单折射球面成像性质的分析
2．2 单折射球面的近轴光路计算公式与近轴成像规律
2．2．1 单个折射球面的近轴光路计算公式
2．2．2 单折射球面的近轴成像规律
2．3 共轴球面系统的近轴像面位置与放大率的计算
2．3．1 共轴球面系统近轴区的转面过渡公式组
2．3．2 共轴球面系统近轴像面位置的计算
2．3．3 共轴球面系统近轴区的拉—赫不变式与放大率计算
2．4 球面反射镜的成像规律
2．4．1 球面反射镜的物像位置关系式
2．4．2 球面反射镜的成像放大率与拉—赫不变式
2．4．3 球面反射镜的应用
习题2
思考题2
第3章 理想光学系统的成像理论
3．1 理想光学系统与“共线成像”的基本概念
3．2 共轴理想光学系统的基点、基面与焦距
3．2．1 主面和主点
3．2．2 焦点和焦面
3．2．3 焦距
3．2．4 节点、节面
3．3 理想光学系统物像间的解析关系
3．3．1 决定光学系统物像共轭点位置的基本公式（牛顿公式、高斯公式）
3．3．2 理想光学系统拉一赫不变式与系统物方、像方的焦距比
3．3．3 理想光学系统的诸放大率及其相互关系
3．3．4 光束的会聚度与光学系统的光焦度、屈光度
3．4 理想光学系统的图解求像方法
3．4．1 光线描迹图解法
3．4．2 直角坐标图解法（△）
3．5 理想光学系统的物像关系特性曲线
3．5．1 物像位置共轭特性曲线
3．5．2 放大率特性曲线
3．6 光学系统的基本类型
3．6．1 焦距，和f’具有相反符号的系统——第一型系统
3．6．2 焦距／和f’具有相同符号的系统——第二型系统
3．7 理想光学系统的组合
3．8 透镜
3．8．1 单折射球面的基点、基面位置与焦距
3．8．2 透镜（厚透镜）的基点位置与焦距计算公式
3．8．3 薄透镜与薄透镜组
3．9 理想光学系统共轴多光组复合的实用方法（△）
3．9．1 切计算法
3．9．2 截距计算法
3．10 实际光学系统基点位置和焦距的计算（△）
3．10．1 求像方基点位置与焦距——正向光路计算
3．10．2 求物方基点位置与焦距——反向光路计算
习题3
思考题3
第4章 矩阵方法在近轴光学中的应用（水）
第5章 平面元件与棱镜系统
第6章 眼睛与典型目视光学系统的工作原理
第7章 光学系统中的光阑与光束限制的基本概念

第二篇 光度学与色度学基础
第8章 光度学的基本概念与光学系统中光能损失的计算
第9章 色度学基础（*）

第三篇 典型应用光学系统
第10章 望远镜与望远系统外形尺寸计算
第11章 显微镜
第12章 照相与投影系统
第13章 激光光学的基本概念与典型激光应用系统（*）
第14章 光纤光学的基础理论与无源光纤传像系统（*）
第四篇 光学系统的像质评价与应用ZEMAX软件进行光学设计的基本方法
第15章 光学系统的像质评价（*）
第16章 应用ZEMAX的光学自动设计原理与方法（*）

部分习题参考答案
参考文献

精彩书摘

　　《应用光学与光学设计基础（第3版）/江苏省“十二五”规划教材》：
　　16.5.1 ZEMAX中公差数据设置
　　某摄像物镜设计要求是与无限筒长显微物耦合，焦距116.3mm，入瞳直径22mm，人瞳距—60mm，像方线视场14mm，探测器像元尺寸6.45um×6.45um。根据探测器像元尺寸，光学系统分辨率在771p／mm时MTF>0.3要求，应用ZEMAX设计出的结构参数如图16.52所示，光学结构图和像质图如图16.53所示。从图16.53可以看出，所设计的光学系统成像质量满足要求。下面结合该系统，介绍ZEMAX中公差分析。
　　应用ZEMAX进行公差分析过程类似于前面介绍的ZEMAX像质优化过程，首先对所设计的光学系统中制造误差、装配误差和光学材料误差进行设置和分配误差范围。ZEMAX提供了灵活的公差设置方法，设计者可在公差数据编辑器（tolerance data editor，TDE）中，根据设计需要输入所选的操作符（即所要控制的制造误差、装配误差和光学材料误差等）以及误差范围，或调用ZEMAX默认公差数据。具体操作如下，类似建立像差优化评价函数，在ZE—MAX中，按主菜单Editors下的Tolerance Data（或shift+F2）即可打开如图16.54所示的TED界面。
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