現代反射變焦光學係統 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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常軍，張曉芳，張柯，牛亞軍 著

圖書標籤:

• 光學係統
• 反射光學
• 變焦光學
• 現代光學
• 光路設計
• 光學工程
• 鏡頭設計
• 成像係統
• 光學儀器
• 精密光學

齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118109306

版次：1

商品編碼：12169521

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2017-05-01

用紙：膠版紙

正文語種：中文

內容簡介

　　《現代反射變焦光學係統》是有關反射式光學係統設計、加工與檢測的一部專著，匯集瞭作者多年來在反射式光學係統領域的研究成果。《現代反射變焦光學係統》描述瞭反射式光學係統的各種結構和裝調以及反射光學元件的加工與檢測。
　　《現代反射變焦光學係統》以反射式光學係統在空間中的應用為背景，從理論和方法兩方麵係統描述瞭各種反射式光學係統的設計、加工與裝調。全書共分為五章，前三章介紹瞭反射式定焦光學係統、機械反射式變焦光學係統、主動反射式變焦光學係統的設計，後兩章論述瞭反射式光學係統的元件檢測與裝調。
　　《現代反射變焦光學係統》可供從事反射式光學係統設計的研究生和工程技術人員閱讀、參考。

目錄

緒言
第1章 定焦距反射光學係統設計
1．1 兩反射鏡光學係統設計
1．2 三反射鏡光學係統設計
1．2．1 三反係統結構的分類
1．2．2 公式推導
1．2．3 求解範圍的確定
1．2．4 設計實例
1．2．5 係統的像質估算
1．2．6 其他典型的同軸三反係統
1．3 四反射鏡光學係統設計
1．3．1 經四次反射的三反係統
1．3．2 反射鏡光學係統
1．3．3 設計實例
1．4 離軸反射光學係統設計
1．4．1 離軸兩反係統研究
1．4．2 離軸三反係統研究
1．5 其他反射光學係統
參考文獻

第2章 機械反射變焦光學係統設計
2．1 反射變焦光學係統概論
2．1．1 反射變焦光學係統需求背景
2．1．2 反射變焦光學係統發展概況
2．2 機械反射變焦光學係統設計理論
2．2．1 機械反射變焦光學係統概述
2．2．2 共軸反射變焦光學係統的高斯光學
2．2．3 機械補償的實現和反射鏡的運動規律
2．2．4 反射光學係統的賽德爾像差公式
2．2．5 初始結構求解方程
2．3 共軸反射變焦光學係統設計實例
2．3．1 共軸三反變焦光學係統設計
2．3．2 共軸四反變焦光學係統設計
2．4 離軸反射變焦光學係統設計
2．4．1 離軸反射變焦光學係統概述
2．4．2 矢量波像差理論
2．4．3 離軸三反變焦光學係統設計
參考文獻

第3章 主動反射變焦光學係統
3．1 主動反射變焦光學係統概述
3．2 理論基礎
3．2．1 矩陣光學基礎
3．2．2 非球麵及其初級像差
3．3 設計實例
3．3．1 三反主動變焦光學係統設計
3．3．2 四反主動變焦光學係統設計
3．4 主動光學元件
3．4．1 變形反射鏡
3．4．2 液晶空間光調製器
3．5 主動變焦光學係統離焦量探測與控製方法
3．5．1 基於變形鏡本徵模式的無渡前誤差校正方法[25]
3．5．2 單變形鏡主動變焦光學係統離焦量檢測與控製
參考文獻

第4章 非球麵反射鏡加工、檢測技術
4．1 非球麵反射鏡的加工
4．1．1 同軸非球麵反射鏡的加工
4．1．2 離軸非球麵反射鏡的加工
4．1．3 非球麵加工設備匯總
4．2 非球麵反射鏡的檢測
4．2．1 輪廓測量法
4．2．2 幾何光綫法
4．2．3 同軸非球麵反射鏡的檢測
4．2．4 離軸非球麵反射鏡的檢測
參考文獻

第5章 反射光學係統的裝調與檢測
5．1 反射光學係統計算機輔助裝調技術
5．1．1 基於矢量波像差理論建模
5．1．2 基於優化計算建模
5．2 反射定焦光學係統的裝調與檢測
5．2．1 經典卡塞格林兩反定焦係統裝調
5．2．2 三反定焦光學係統裝調模擬
5．2．3 三反定焦光學係統的檢測與粗裝
5．3 反射變焦光學係統的裝調與檢測
5．3．1 基於矢量波像差理論模型的三反變焦光學係統裝調
5．3．2 基於優化計算模型的三反變焦光學係統模擬裝調
5．3．3 三反變焦光學係統檢測
5．3．4 三反變焦光學係統實際裝調
參考文獻

現代反射變焦光學係統：探索深空奧秘與前沿成像技術 本書匯集瞭當代光學工程領域中關於先進反射式變焦係統的理論、設計、製造與應用的前沿成果。它並非聚焦於已有的成熟技術體係，而是深入剖析瞭那些正在挑戰現有極限、開闢全新可能性的研究方嚮與工程實踐。全書結構緊湊，內容涵蓋瞭從基礎光學原理的深度重構到復雜係統集成與像差校正的尖端方法，為專業研究人員和高水平工程技術人員提供瞭一部富有啓發性和實用價值的參考手冊。 第一部分：高分辨率成像的理論基石與新型光學概念 本部分著眼於超越傳統摺射或固定焦距係統的理論瓶頸，探討如何通過創新的光學布局和材料科學來實現超高分辨率和靈活焦深控製。 第一章：非球麵與自由麯麵在變焦係統中的潛力挖掘 詳細論述瞭傳統球鏡和柱麵鏡在處理大視場和寬波段成像時固有的像差問題。重點分析瞭如何利用計算機生成光學（CGO）技術，設計齣具有復雜麯率梯度的自由麯麵元件，以最小化球麵像差、彗差和像散。書中通過大量的數值模擬案例，展示瞭單片自由麯麵如何替代多片傳統透鏡組閤實現同等的甚至更優的性能，尤其是在緊湊型反射變焦望遠鏡的初級鏡組設計中展現齣的巨大潛力。此外，還深入探討瞭如何在製造公差極其嚴格的自由麯麵製造工藝中，實現高精度麵形復現的技術挑戰與解決方案。 第二章：先進光束整形與波前控製技術 變焦係統的一個核心挑戰在於焦距變化過程中，光束的有效孔徑和能量分布的動態管理。本章專注於動態波前整形技術，特彆是基於微機電係統（MEMS）的可調諧反射鏡陣列。書中詳細介紹瞭如何利用快速響應的壓電驅動器或電潤濕原理控製反射麵的局部傾斜和麯率變化，從而實現實時補償由機械變焦機構引入的波前畸變。內容涵蓋瞭基於哈特曼-莎剋像差傳感器的高速反饋控製算法，以及如何將其集成到實時圖像處理流程中，以確保在不同焦距設置下都能獲得衍射極限的分辨率。 第三章：超寬帶與多光譜成像的光學挑戰 現代觀測任務往往要求係統能在可見光、紅外乃至紫外波段實現無縫切換或同步成像。傳統設計中，色散是摺射係統的緻命弱點，而反射係統雖能有效消除色差，但在塗層和鏡麵材料的寬波段反射率均勻性上提齣瞭極高要求。本章深入探討瞭多層介質膜在寬波段高反射率鍍膜中的設計優化，特彆是如何通過角度依賴性設計來平衡不同波段的反射效率。同時，引入瞭基於超材料概念的梯度摺射率（GRIN）類反射鏡結構，用以實現對特定波長範圍的光綫更精確的匯聚控製，從而拓寬變焦係統的有效工作光譜範圍。 第二部分：變焦機構的精密工程與動態對準技術 光學性能的實現高度依賴於機械結構的穩定性和精確度。本部分詳細剖析瞭支撐高性能變焦係統的精密機械設計與控製策略。 第四章：輕量化與高剛度變焦導軌設計 在航空航天和機載平颱中，光學係統的重量和體積至關重要。本章聚焦於先進復閤材料如碳縴維增強聚閤物（CFRP）在反射鏡支撐結構和變焦導軌中的應用。書中不僅僅是羅列材料性能，而是提供瞭基於有限元分析（FEA）的結構優化案例，展示瞭如何通過拓撲優化算法設計齣具有極高比剛度的導軌係統，以抵抗發射過程中的振動和運行中的熱形變。討論瞭在超低溫環境下，不同材料熱膨脹係數不匹配導緻的係統失調問題，並提齣瞭主動式熱補償機製的工程實現方案。 第五章：無接觸驅動與磁懸浮變焦係統 為消除傳統機械導軌可能帶來的摩擦、磨損和微振動，本章提齣瞭基於磁懸浮和靜電驅動的無接觸變焦機構。詳細分析瞭永磁體陣列的優化布局，以確保在變焦行程中，變焦鏡麵能保持亞納米級的平麵度（P-V）和穩定的軸嚮間隙。重點闡述瞭如何利用霍爾效應傳感器和綫性編碼器實現對鏡麵位置的亞微米級實時反饋，以及如何設計控製器來抑製磁場波動引起的低頻噪聲。這種無接觸設計極大地提高瞭係統的長期穩定性和響應速度。 第六章：熱控與環境適應性設計 光學係統的性能極易受溫度波動影響。本章係統地研究瞭變焦光學係統中的熱梯度管理。內容包括高效的熱沉設計、低熱導率的支撐材料選擇，以及利用斯特林循環或珀爾帖效應的局部主動溫控技術。針對反射鏡麵形的熱形變，書中提齣瞭基於實時光學測試數據的快速迭代控製策略，確保在環境溫度變化±10°C的範圍內，係統的RMS波前誤差仍能維持在$lambda/20$以下。 第三部分：係統集成、優化與前沿應用場景 最後一部分將理論和工程實踐相結閤，探討如何將這些先進組件整閤到實際的觀測係統中，並展望其在下一代科學儀器中的應用。 第七章：基於深度學習的係統像差校正與優化 傳統的像差校正是基於物理模型的迭代過程。本章引入瞭基於捲積神經網絡（CNN）的像差識彆與預補償方法。通過在設計階段模擬數百萬種潛在的製造公差和熱形變場景，訓練齣能夠即時預測係統當前波前畸變並輸齣最優微動鏡麵指令的AI模型。這種“數據驅動”的優化方法極大地縮短瞭係統現場調試的時間，並能處理傳統解析模型難以描述的復雜耦閤像差。 第八章：空間太赫茲/紅外變焦望遠鏡的係統級實現 本書以一個假想的、麵嚮係外行星淩日觀測的反射變焦望遠鏡項目為例，展示瞭如何將前述的自由麯麵光學、磁懸浮變焦機構和深度學習校正算法集成到一個完整的係統中。詳細分析瞭係統級的信噪比（SNR）預算，不同焦距下的視場覆蓋率與放大倍數匹配性，以及數據鏈傳輸對實時波前校正的影響。強調瞭在極端低溫（如液氦環境）下，所有電子元件和驅動係統的可靠性與功耗控製。 第九章：變焦係統在極端環境下的展望：量子成像與引力波探測的潛在角色 本章跳齣現有的觀測範式，探討反射變焦光學在未來可能扮演的角色。內容涉及如何利用高度可調的變焦係統，配閤單光子檢測器，實現對微弱量子信號的快速聚焦和背景抑製，這對於下一代量子雷達和生物成像具有重要意義。同時，探討瞭其在激光乾涉重力波探測器（如LISA）中，作為高精度姿態控製與光束指嚮係統中的應用潛力，需要係統具備超越常規的穩定性和極高帶寬的調整能力。 本書旨在突破現有反射光學設計的思維定式，為未來需要高靈活性、高分辨率和寬光譜能力的成像係統提供一套全麵的、麵嚮前沿的工程技術路綫圖。

評分☆☆☆☆☆

我是一名光學工程專業的學生，最近一直在尋找能夠深入瞭解前沿光學技術的前沿書籍。“現代反射變焦光學係統”這個書名非常符閤我的學習需求。我尤其關注“反射變焦”這一概念，它與傳統的摺射式變焦係統相比，在設計原理、光學性能以及潛在的應用領域上，可能存在顯著的差異。我希望能從書中獲得關於反射變焦光學係統設計中的關鍵技術，例如，如何選擇閤適的反射鏡材料和形狀，如何實現反射鏡的精確運動和控製，以及如何有效地校正變焦過程中可能産生的各種像差。我也非常期待書中能夠提供一些實際的設計案例，最好能包含一些數學建模和仿真分析的內容，比如如何使用光學設計軟件對反射變焦係統進行建模和優化。瞭解這類係統的工程實現難點和解決方案，對於我未來的研究和職業發展都將非常有益。

評分☆☆☆☆☆

作為一個對光學成像原理充滿好奇的業餘愛好者，我看到“現代反射變焦光學係統”這個書名，立刻聯想到瞭一些科幻電影中的場景。想象一下，擁有能夠實時調整視場大小的光學設備，這在很多領域都將帶來革命性的變化。我尤其對書中可能闡述的“反射變焦”技術細節感興趣。它是否會涉及一些全新的光學原理，或者是在現有反射光學基礎上進行的重大創新？例如，是否會利用到一些特殊的材料，使得反射鏡本身就具備可變的麯率，或者通過組閤多個反射元件來實現變焦？我希望書中不僅僅停留在理論層麵，更能提供一些工程實現上的思路，比如，如何設計齣結構緊湊、重量輕便的反射變焦係統，又如何解決在變焦過程中可能齣現的像差問題和光軸偏移問題？如果書中還能介紹一些該技術的曆史發展脈絡，以及未來可能的發展方嚮，那就更好瞭。

評分☆☆☆☆☆

我最近對新一代光學成像技術産生瞭濃厚的興趣，而“現代反射變焦光學係統”這個書名無疑是一個非常具有吸引力的切入點。我對“反射變焦”這個概念本身感到非常新奇，通常我們接觸到的變焦鏡頭多為摺射式。這是否意味著書中將介紹一種完全不同於傳統摺射變焦的全新光學設計理念？我希望書中能詳細解釋反射變焦的物理原理，比如它是如何通過改變反射鏡的形狀、位置，或者通過組閤多個反射元件來實現焦距的變化。同時，我也非常關心這類係統的性能錶現，例如，它在成像質量、像差控製、光譜響應範圍等方麵與摺射變焦係統相比有何優勢和劣勢？如果書中能提供一些關於這類係統在不同應用場景下的設計案例，比如用於空間探測、高能激光等領域，那就更具參考價值瞭。

評分☆☆☆☆☆

最近我一直在關注一些前沿的光學技術，而“現代反射變焦光學係統”這個書名立刻吸引瞭我的目光。我對“反射變焦”這個概念尤其好奇，它與傳統的摺射變焦有什麼本質上的區彆？反射式係統通常在色差方麵有優勢，那麼在變焦過程中，這種優勢能否得到有效保持？書中是否會深入分析不同類型的反射鏡（比如拋物麵鏡、球麵鏡）在變焦設計中的應用，以及它們各自的優缺點？我比較關注的是，在設計這類係統時，會麵臨哪些關鍵的工程挑戰？例如，如何實現反射鏡的精確運動和穩定，如何在保證光學質量的同時，優化係統的光通量和成像分辨率？我希望能從書中瞭解到一些具體的鏡麵設計公式、公差分析方法，甚至是通過像Zemax這樣的光學設計軟件進行仿真和優化的實例。畢竟，理論知識需要結閤實際的工程實踐纔能真正落地。

評分☆☆☆☆☆

這本書的題目聽起來就充滿瞭未來感和科技感，我一直對光學係統，尤其是那些能夠動態調整焦距的係統特彆感興趣。想象一下，能夠根據不同的場景和需求，無縫切換焦距，無論是拍攝遠處的風景還是微觀的細節，都能輕鬆應對，這該是多麼令人興奮的技術啊！我特彆好奇書中會詳細介紹哪些實現這種“反射變焦”的創新設計，例如，是否會涉及到新型的反射鏡材料，或者獨特的麯麵設計來達到變焦的目的？有沒有可能在保持光學性能的同時，還能實現更輕便、更緊湊的係統體積？我希望書中能提供一些實際的應用案例，比如在天文望遠鏡、顯微鏡，甚至是下一代相機鏡頭中的應用，讓我能更直觀地感受到這項技術的魅力和潛力。此外，對於實現精確變焦所需的控製係統和算法，我也非常期待書中能有深入的探討，畢竟光學係統的精度往往離不開精密的控製。