工程光学设计 第3版PDF|Epub|txt|kindle电子书版本网盘下载

工程光学设计 第3版PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1部分光学系统设计基础2

第1章 光学设计概述2

1.1 现代光学仪器对光学系统设计的要求2

1.1.1 仪器对光学系统性能与质量的要求2

1.1.2 光学系统对使用要求的满足程度2

1.1.3 光学系统设计的经济性3

1.2 光学系统设计概述4

1.2.1 光学系统设计的一般过程和步骤4

1.2.2 光学系统总体设计4

1.2.3 光学系统的具体设计4

第2章 初级像差理论、像差校正与像质评价7

2.1 概述7

2.2 几何像差7

2.2.1 球差（spherical aberration）7

2.2.2 彗差（coma；comatic aberration）9

2.2.3 像散与像场弯曲10

2.2.4 畸变（distortion）12

2.2.5 色差（chromatic aberration）14

2.3 薄透镜的初级像差理论16

2.3.1 薄透镜的初级像差普遍公式16

2.3.2 由薄透镜初级像差普遍公式引出的重要结论17

2.3.3 规化条件下的双胶合透镜组的色差19

2.4 反射光学系统和平面光学系统的像差理论19

2.4.1 平面反射镜的像差19

2.4.2 球面反射镜的像差20

2.4.3 棱镜或平面平行板的像差21

2.4.4 场镜的像差23

2.5 厚透镜初级像差24

2.5.1 厚透镜焦距的求法24

2.5.2 利用弯月形厚透镜消场曲SⅣ24

2.5.3 分析消场曲的弯月形厚透镜的其余像差SⅠ、SⅡ、SⅢ、S1C26

2.5.4 远双分离正负薄透镜组消场曲26

2.5.5 用同心不晕弯月形厚透镜消除球差、彗差及场曲27

2.5.6 用弯月形厚透镜消除轴上点色差27

2.5.7 鼓形透镜（双凸厚透镜）27

2.6 全对称光学部件的像差29

2.7 像差校正和平衡方法31

2.7.1 引言31

2.7.2 像差校正方法31

2.7.3 像差校正的一些设计技巧32

2.8 光学系统像质评价33

2.8.1 几何像差公差——像差容限34

2.8.2 波像差、瑞利准则和中心亮斑所占能量35

2.8.3 点列图和能量集中度评价36

2.8.4 分辨率检验和星点检验37

2.8.5 光学传递函数39

第2部分光学部件与系统设计46

第3章 代数法求解光学部件初始结构46

3.1 概述46

3.2 单片薄透镜初始结构的设计和计算46

3.2.1 基于PW法的单片透镜的结构设计和计算46

3.2.2 单片透镜初始结构的简易设计51

3.3 双胶薄透镜初始结构的设计和计算52

3.3.1 双胶薄透镜物在无限远时的P∞、W∞与结构参数的关系52

3.3.2 对P∞、W∞基本关系的分析53

3.3.3 基于Shannon法的双胶合透镜的设计和计算58

3.4 两组双胶物镜初始结构的设计62

3.4.1 选型62

3.4.2 方案选择62

3.5 小气隙双分透镜63

3.5.1 双胶合组变小气隙双分透镜的目的63

3.5.2 小气隙双分透镜能减小高级球差63

3.6 齐明弯月形透镜结构参数求解64

3.6.1 显微物镜齐明弯月前组64

3.6.2 聚透镜第一片齐明透镜66

3.6.3 设计实例：同心不晕透镜初始结构的设计和计算66

第4章 典型光学部件设计68

4.1 望远物镜设计68

4.1.1 望远物镜光学特性与结构类型68

4.1.2 双胶合、双分离物镜设计70

4.1.3 摄远物镜设计72

4.2 显微物镜设计74

4.2.1 显微物镜概述74

4.2.2 显微物镜的光学特性74

4.2.3 显微物镜结构的基本类型77

4.2.4 设计显微物镜时应校正的像差80

4.2.5 消色差显微物镜设计81

4.2.6 长工作距离平场显微物镜设计82

4.2.7 复消色差光路追迹机理与平场复消色差显微物镜设计86

4.2.8 平场半复消色差显微物镜设计95

4.3 目镜设计102

4.3.1 目镜的光学特性与结构类型102

4.3.2 目镜设计要点104

4.3.3 普通目镜设计105

4.3.4 借助价值工程（VE）优化广角目镜设计108

4.3.5 显微摄影光学系统及摄影目镜设计109

4.4 照相物镜设计113

4.4.1 照相物镜的光学特性和结构型式113

4.4.2 照相物镜设计的一般方法120

4.4.3 照相机标准镜头设计121

4.5 投影物镜设计124

4.5.1 投影物镜光学特性124

4.5.2 投影物镜结构型式以及对像质的要求125

4.5.3 投影仪物镜设计126

4.5.4 电影放映物镜设计128

4.6 CCD图像传感器成像物镜设计129

4.6.1 CCD成像物镜的光学性能和设计要点129

4.6.2 显微电视CCD摄录接口的设计130

4.6.3 高清CCTV成像物镜设计131

4.7 远心物镜设计139

4.7.1 远心光学系统概述139

4.7.2 远心物镜的简易设计——光阑位置的一维优化140

4.7.3 设计实例：生物显微镜多功能光电质检仪远心物镜设计142

第5章 典型光学系统设计146

5.1 概述146

5.2 普通生物显微镜成像光学系统设计146

5.2.1 显微镜成像简述146

5.2.2 显微光学系统的设计方法和要求147

5.2.3 显微光学系统设计的标准化147

5.2.4 显微光学系统设计要点148

5.2.5 设计实例：设计Γmax＝1600x生物显微镜光学系统149

5.3 无限远像距光学系统设计156

5.3.1 概述156

5.3.2 无限远像距光学系统设计要点158

5.3.3 设计实例：设计Γmax＝320x特种显微镜无限远像距光学系统160

5.4 照明光学系统设计162

5.4.1 概述162

5.4.2 照明系统及其分类164

5.4.3 照明系统外形尺寸计算167

5.4.4 聚光镜光学设计169

5.4.5 环形透镜暗场落射照明系统设计174

5.4.6 照明系统设计中的几个问题178

5.5 医用光学仪器光学系统设计183

5.5.1 眼底电视光学系统设计183

5.5.2 基于窄带滤光片的生化分析仪光学系统设计187

5.6 机器视觉图像采集系统设计192

5.6.1 机器视觉系统概述192

5.6.2 机器视觉光电检测原理及光学系统初步设计193

5.6.3 设计实例：大视场高分辨率机器视觉摄录物镜的设计195

5.7 二次平行光路望远光电成像系统的设计199

5.7.1 望远二次平行光路系统光学原理199

5.7.2 设计实例：标清望远光电成像系统设计202

第6章 变焦距（变倍）光学系统设计205

6.1 变焦距（变倍）光学系统原理205

6.2 变焦距物镜206

6.3 连续变倍显微光学系统设计208

6.3.1 连续变倍显微光学系统的类型208

6.3.2 典型的连续变倍显微镜209

6.3.3 连续变倍体视显微物镜的设计211

6.3.4 设计实例：连续变倍体视显微镜光学系统的设计214

6.3.5 设计实例：0.4 7x～4.7 x大变倍比连续变倍显微物镜的设计217

第3部分现代光学系统设计222

第7章 激光光学系统设计222

7.1 激光光学系统设计基础222

7.1.1 概述222

7.1.2 设计基础知识222

7.1.3 激光光学系统的外形尺寸计算225

7.1.4 通光孔径的选择226

7.1.5 聚焦高斯光束的焦点位移228

7.1.6 设计注意事项229

7.2 高斯光束会聚系统设计229

7.2.1 激光聚光光学系统设计思想与实例229

7.2.2 李斯特显微物镜激光会聚系统230

7.3 高斯光束准直扩束系统设计231

7.3.1 激光准直扩束系统设计231

7.3.2 半导体激光器准直系统设计234

第8章 光纤光学系统设计236

8.1 半导体激光器与光纤直接耦合设计236

8.1.1 概述236

8.1.2 直接耦合光纤端面结构形式及其效率237

8.1.3 尖锥端光纤耦合理论模型238

8.2 微光学元件扩束耦合系统设计240

8.3 光纤-透镜耦合激光会聚系统设计245

8.4 光天线-光纤耦合系统设计247

8.4.1 自由空间光通信接收系统前端概述247

8.4.2 对光天线设计的要求与设计理念247

8.4.3 光天线设计248

8.4.4 设计实例251

第4部分光学设计实务254

第9章 光学设计CAD软件应用基础254

9.1 国内外光学CAD软件概述254

9.1.1 光学设计CAD软件的发展历史254

9.1.2 几种有代表性的光学CAD软件简介254

9.2 OSLO简介255

9.2.1 OSLO的版本255

9.2.2 OSLO的基本概念256

9.3 OSLO LT6.1 用户界面256

9.3.1 主窗口257

9.3.2 工具条257

9.3.3 面数据编辑表259

9.3.4 图形窗口263

9.3.5 文本窗口264

9.3.6 文件（File）菜单265

9.3.7 透镜（Lens）菜单266

9.3.8 评价（Evaluate）菜单267

9.3.9 优化（Optimize）菜单268

9.3.1 0公差（Tolerance）菜单268

9.3.1 1光源（Source）菜单268

9.3.1 2 工具（Tools）菜单269

9.3.1 3窗口（Window）菜单270

9.3.1 4帮助（Help）菜单270

9.4 OSLOLT6.1 基本操作270

9.4.1 OSLO的参数输入操作规定271

9.4.2 建立无限远共轭距镜头文件271

9.4.3 建立有限远共轭距透镜文件274

9.4.4 像质评价275

9.4.5 优化277

9.5 OSLOLT6.1 应用实例280

9.5.1 25x消色差显微物镜设计280

9.5.2 15x广角目镜设计281

9.5.3 松纳型照相物镜设计283

9.5.4 5x激光扩束准直镜设计284

第10章 光学零件与光学制图285

10.1 光学材料285

10.1.1 光学材料简介285

10.1.2 光学玻璃285

10.1.3 激光技术用的光学材料286

10.1.4 红外、紫外光学材料288

10.1.5 光学薄膜290

10.1.6 光学塑料290

10.2 光学制图（GB 13323-91）标准的主要内容292

10.2.1 一般规定292

10.2.2 图样要求294

10.3 对光学零件材料的要求300

10.4 对光学零件的加工要求301

10.4.1 光学零件的表面误差301

10.4.2 光学零件外径及配合公差的给定303

10.4.3 光学零件的中心厚度及边缘最小厚度304

10.4.4 光学零件的厚度公差304

10.4.5 光学零件的倒角（GB 1204—75）305

10.4.6 透镜中心误差（GB7242—87）306

10.4.7 光楔306

10.4.8 光学零件镀膜分类、符号及标注（JB/T6179—92）307

附录A 无色光学玻璃（GB903—87）308

附录B 中、德玻璃牌号对照表311

附录C 单薄透镜参数表314

附录D 冕牌透镜在前的玻璃组合316

附录E 火石透镜在前的玻璃组合317

附录F 双胶合透镜P0，Q0表318

参考文献323