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內容簡介

　　《應用光學與光學設計基礎（第3版）/江蘇省“十二五”規劃教材》是一本涵蓋應用光學成像基本理論、光度學與色度學基礎、典型應用光學係統以及光學係統像質評價與應用ZEMAX軟件進行光學設計基本方法等豐富內容的核心專業基礎性教材與參考書。全書分四篇共16章，第1篇為幾何光學的基本概念與成像基本理論（第1—7章），主要介紹光學成像基本理論（幾何光學的基本定律、共軸球麵係統近軸光學與理想光學係統成像理論），基本光學成像元件（球麵透鏡與平麵反射棱鏡等），目視光學係統工作原理以及成像係統的光束限製等；第二篇為光度學與色度學基礎（第8～9章）；第三篇為典型應用光學係統（第10～14章），全麵係統地介紹瞭*重要且具代錶性的望遠鏡（包括望遠係統外形尺寸計算與天文望遠鏡有關內容）、顯微鏡、照相與投影係統、激光光學與激光應用係統、光縴光學與無源光縴傳像係統等5種典型應用光學係統的機理、特性與應用；第四篇為光學係統的像質評價與應用ZEMAX軟件進行光學設計的基本方法（第15～16章）。
　　《應用光學與光學設計基礎（第3版）/江蘇省“十二五”規劃教材》內容全麵係統，豐富翔實，基礎理論紮實，應用係統反映當代科技先進成果；錶述方法深入淺齣，循序漸進，圖文並茂，可讀性好；具有較寬的專業適應性和良好的工程設計實踐指導性。可作為光學工程類、電子信息類、電氣信息類、儀器儀錶類中的光電信息科學與工程、測控技術與儀器等本科專業的核心專業基礎課教材；部分提高性內容可供光學工程、儀器科學與技術、電子科學與技術等學科的研究生選修，或作為高年級本科生的小學分專業選修課內容；全書還非常適閤於從事光學工程與光電技術類研發工作的科技工作者作為研發設計的自學參考書。

目錄

緒論

第一篇 幾何光學的基本概念與成像理論
第1章 幾何光學基本定律與成像基本概念
1．1 幾何光學的基本概念
1．1．1 光波
1．1．2 光源（發光體，發光點）
1．1．3 波麵
1．1．4 光綫
1．1．5 光束
1．2 光的傳播規律——幾何光學的基本定律
1．2．1 光的直綫傳播定律
1．2．2 光的獨立傳播定律
1．2．3 反射定律與摺射定律
1．2．4 摺射率
1．2．5 反射光與摺射光的能量分布
1．2．6 全反射（完全內反射）及其應用
1．2．7 光路的可逆原理
1．2．8 光綫在摺射率連續變化的非均勻介質中的傳播規律
1．3 費馬原理（△）
1．4 馬呂斯定律
1．5 光學係統及成像的基本概念
1．5．1 光學係統的基本概念
1．5．2 成像的基本概念
習題1
思考題1
第2章 共軸球麵係統的成像理論（近軸光學）
2．1 子午麵內實際光綫經共軸球麵係統摺射的光路計算公式
2．1．1 符號規則
2．1．2 實際光綫經（單摺射）球麵摺射的光路計算公式
2．1．3 實際光綫經共軸球麵係統的光路計算公式
2．1．4 軸上單色物點經單摺射球麵成像性質的分析
2．2 單摺射球麵的近軸光路計算公式與近軸成像規律
2．2．1 單個摺射球麵的近軸光路計算公式
2．2．2 單摺射球麵的近軸成像規律
2．3 共軸球麵係統的近軸像麵位置與放大率的計算
2．3．1 共軸球麵係統近軸區的轉麵過渡公式組
2．3．2 共軸球麵係統近軸像麵位置的計算
2．3．3 共軸球麵係統近軸區的拉—赫不變式與放大率計算
2．4 球麵反射鏡的成像規律
2．4．1 球麵反射鏡的物像位置關係式
2．4．2 球麵反射鏡的成像放大率與拉—赫不變式
2．4．3 球麵反射鏡的應用
習題2
思考題2
第3章 理想光學係統的成像理論
3．1 理想光學係統與“共綫成像”的基本概念
3．2 共軸理想光學係統的基點、基麵與焦距
3．2．1 主麵和主點
3．2．2 焦點和焦麵
3．2．3 焦距
3．2．4 節點、節麵
3．3 理想光學係統物像間的解析關係
3．3．1 決定光學係統物像共軛點位置的基本公式（牛頓公式、高斯公式）
3．3．2 理想光學係統拉一赫不變式與係統物方、像方的焦距比
3．3．3 理想光學係統的諸放大率及其相互關係
3．3．4 光束的會聚度與光學係統的光焦度、屈光度
3．4 理想光學係統的圖解求像方法
3．4．1 光綫描跡圖解法
3．4．2 直角坐標圖解法（△）
3．5 理想光學係統的物像關係特性麯綫
3．5．1 物像位置共軛特性麯綫
3．5．2 放大率特性麯綫
3．6 光學係統的基本類型
3．6．1 焦距，和f’具有相反符號的係統——第一型係統
3．6．2 焦距／和f’具有相同符號的係統——第二型係統
3．7 理想光學係統的組閤
3．8 透鏡
3．8．1 單摺射球麵的基點、基麵位置與焦距
3．8．2 透鏡（厚透鏡）的基點位置與焦距計算公式
3．8．3 薄透鏡與薄透鏡組
3．9 理想光學係統共軸多光組復閤的實用方法（△）
3．9．1 切計算法
3．9．2 截距計算法
3．10 實際光學係統基點位置和焦距的計算（△）
3．10．1 求像方基點位置與焦距——正嚮光路計算
3．10．2 求物方基點位置與焦距——反嚮光路計算
習題3
思考題3
第4章 矩陣方法在近軸光學中的應用（水）
第5章 平麵元件與棱鏡係統
第6章 眼睛與典型目視光學係統的工作原理
第7章 光學係統中的光闌與光束限製的基本概念

第二篇 光度學與色度學基礎
第8章 光度學的基本概念與光學係統中光能損失的計算
第9章 色度學基礎（*）

第三篇 典型應用光學係統
第10章 望遠鏡與望遠係統外形尺寸計算
第11章 顯微鏡
第12章 照相與投影係統
第13章 激光光學的基本概念與典型激光應用係統（*）
第14章 光縴光學的基礎理論與無源光縴傳像係統（*）
第四篇 光學係統的像質評價與應用ZEMAX軟件進行光學設計的基本方法
第15章 光學係統的像質評價（*）
第16章 應用ZEMAX的光學自動設計原理與方法（*）

部分習題參考答案
參考文獻

精彩書摘

　　《應用光學與光學設計基礎（第3版）/江蘇省“十二五”規劃教材》：
　　16.5.1 ZEMAX中公差數據設置
　　某攝像物鏡設計要求是與無限筒長顯微物耦閤，焦距116.3mm，入瞳直徑22mm，人瞳距—60mm，像方綫視場14mm，探測器像元尺寸6.45um×6.45um。根據探測器像元尺寸，光學係統分辨率在771p／mm時MTF>0.3要求，應用ZEMAX設計齣的結構參數如圖16.52所示，光學結構圖和像質圖如圖16.53所示。從圖16.53可以看齣，所設計的光學係統成像質量滿足要求。下麵結閤該係統，介紹ZEMAX中公差分析。
　　應用ZEMAX進行公差分析過程類似於前麵介紹的ZEMAX像質優化過程，首先對所設計的光學係統中製造誤差、裝配誤差和光學材料誤差進行設置和分配誤差範圍。ZEMAX提供瞭靈活的公差設置方法，設計者可在公差數據編輯器（tolerance data editor，TDE）中，根據設計需要輸入所選的操作符（即所要控製的製造誤差、裝配誤差和光學材料誤差等）以及誤差範圍，或調用ZEMAX默認公差數據。具體操作如下，類似建立像差優化評價函數，在ZE—MAX中，按主菜單Editors下的Tolerance Data（或shift+F2）即可打開如圖16.54所示的TED界麵。
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