工程光学 第4版 郁道银 PDF

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《”十二五”普通高等教育本科 规划教材·国家精品课程教材:工程光学(第4版)》可作为高等学校光电信息科学与工程类、仪器仪表类及其相近专业的教材,亦可作为物理和光学类专业的选修课教材或参考书,也是从事光电信息科学与技术、仪器科学与技术等相关领域工作的工程技术人员的参考书。

目录

新版网络支持功能介绍
第4版前言
第3版前言
第2版前言
第1版前言
上篇几何光学与光学设计第一章几何光学基本定律与成像概念
第一节几何光学的基本定律和原理
一、光波与光线
二、几何光学的基本定律
三、费马原理
四、马吕斯定律
第二节成像的基本概念与完善成像条件
一、光学系统与成像概念
二、完善成像条件
三、物、像的虚实
第三节光路计算与近轴光学系统
一、基本概念与符号规则
二、实际光线的光路计算
三、近轴光线的光路计算
第四节球面光学成像系统
一、单个折射面成像
二、球面反射镜成像
三、共轴球面系统
习题
第二章理想光学系统
第一节理想光学系统与共线成像
理论
第二节理想光学系统的基点与基面
一、无限远的轴上物点对应的像点F′
二、无限远轴上像点对应的物点F
三、物方主平面与像方主平面间的关系,理想光学系统的基点和基面
四、实际光学系统的基点位置和焦距的计算
第三节理想光学系统的物像关系
一、图解法求像
二、解析法求像
三、由多个光组组成的理想光学系统的成像
四、理想光学系统两焦距之间的关系
第四节理想光学系统的放大率
一、轴向放大率
二、角放大率
三、光学系统的节点
四、用平行光管测定焦距的依据
第五节理想光学系统的组合
一、两个光组组合分析
二、多光组组合计算
三、举例
第六节透镜
习题
第三章平面与平面系统
第一节平面镜成像
一、平面镜成像原理
二、平面镜旋转特性
三、双平面镜成像
第二节平行平板
一、平行平板的成像特性
二、平行平板的等效光学系统
第三节反射棱镜
一、反射棱镜的类型
二、棱镜系统的成像方向判断
三、反射棱镜的等效作用与展开
第四节折射棱镜与光楔
一、折射棱镜的偏向角
二、光楔及其应用
三、棱镜色散
第五节光学材料
一、透射材料的光学特性
二、反射光学材料的光学特性
习题
第四章光学系统中的光阑与光束限制
第一节光阑
一、孔径光阑
二、视场光阑
第二节照相系统中的光阑
第三节望远镜系统中成像光束的选择
第四节显微镜系统中的光束限制与分析
一、简单显微镜系统中的光束限制
二、远心光路
三、场镜的应用
第五节光学系统的景深
一、光学系统的空间像
二、光学系统的景深
第六节数码照相机镜头的景深
习题
第五章光度学和色度学基础
第一节辐射量和光学量及其单位
一、辐射量
二、光学量
三、光学量和辐射量间的关系
第二节光传播过程中光学量的变化规律
一、点光源在与之距离为r处的表面上形成的照度
二、面光源在与之距离为r处的表面上形成的照度
三、单一介质元光管内光亮度的传递
四、光束经界面反射和折射后的亮度
五、余弦辐射体
第三节成像系统像面的光照度
一、轴上像点的光照度
二、轴外像点的光照度
三、光通过光学系统时的能量损失
四、光学系统的总透射比
第四节颜色的分类及颜色的表观特征
一、颜色及其分类
二、颜色的表观特征
第五节颜色混合及格拉斯曼颜色混合定律
一、颜色混合
二、格拉斯曼颜色混合定律
第六节颜色匹配
一、颜色匹配和颜色匹配实验
二、颜色方程式
三、颜色匹配实验的结论
第七节色度学中的几个概念
一、颜色刺激
二、三原色
三、三刺激值
四、光谱三刺激值或颜色匹配函数
五、色品坐标及色品图
六、色度学中常用的光度学概念
第八节颜色相加原理及光源色和物体
色的三刺激值
一、颜色相加原理
二、光源色和物体色的三刺激值
第九节CIE标准色度学系统
一、CIE1931标准色度学系统
二、CIE1964补充标准色度学系统
三、CIE标准照明体和标准光源
四、CIE关于照明和观察条件的规定
五、CIE色度学系统表示颜色的方法
第十节均匀颜色空间及色差公式
一、(x,y,Y)颜色空间是非均匀颜色空间
二、均匀颜色空间及相应的色差公式
第十一节颜色测量
一、颜色测量原理
二、颜色测量方法分类
三、颜色测量方法
习题
第六章光线的光路计算及像差理论
第一节概述
一、基本概念
二、像差计算的谱线选择
第二节光线的光路计算
一、子午面内的光线光路计算
二、沿轴外点主光线细光束的光路计算
三、计算举例
第三节轴上点的球差
一、球差的定义和表示方法
二、球差的校正
第四节正弦差和彗差
一、正弦差
二、彗差
第五节场曲和像散
一、场曲与轴外球差
二、像散
第六节畸变
第七节色差
一、位置色差、色球差和二级光谱
二、倍率色差
第八节像差特征曲线与分析
一、像差特征曲线
二、像差特征曲线分析
第九节波像差
习题
第七章典型光学系统
第一节眼睛及其光学系统
一、眼睛的结构——成像光学系统
二、眼睛的调节及校正
三、眼睛——辐射接收器
四、眼睛的分辨率
五、眼睛的对准精度
六、眼睛的景深
七、双目立体视觉
第二节放大镜
一、视觉放大率
二、光束限制和线视场
第三节显微镜系统
一、显微镜的视觉放大率
二、显微镜的线视场
三、显微镜的出瞳直径
四、显微镜的分辨率和有效放大率
五、显微镜的景深
六、显微镜的照明方法
七、显微镜的物镜
第四节望远镜系统
一、望远系统的分辨率及工作放大率
二、望远镜的视场
第五节目镜
第六节摄影系统
一、摄影物镜的光学特性
二、摄影物镜的景深
三、摄影物镜的类型
四、数码相机(digitalcamera)
第七节投影系统
一、基本参数
二、投影物镜的结构型式
三、照明系统
四、基于DMD的投影光学系统
五、DMD空间光调制器
第八节变焦距光学系统
一、变焦距光学系统的原理
二、变焦距系统的变焦方程
三、机械补偿变焦系统
第九节光学系统的外形尺寸计算
一、转像系统和场镜
二、带有对称透镜转像系统的望远镜
习题
第八章现代光学系统
第一节激光光学系统
一、高斯光束的特性
二、高斯光束的传播
三、高斯光束的透镜变换
四、高斯光束的聚焦和准直
五、高斯光束的整形
六、LD光束特性及其整形
第二节傅里叶(Fourier)变换光学系统
一、相干光学处理系统
二、傅里叶变换物镜的光学设计要求及结构型式
第三节扫描光学系统
一、扫描方程式
二、常用光学扫描形式
三、扫描物镜——fθ物镜
第四节光纤光学系统
一、阶跃型光纤的基本原理
二、梯度折射率光纤
三、光纤束的传光、传像特性
四、光纤光学系统
五、光纤面板与光锥
第五节红外光学系统
一、红外光学材料
二、红外光学系统的结构型式
三、红外光学系统的冷阑与冷阑效率
四、红外光学系统的无热化设计
第六节特殊面型及特殊结构光学系统
一、自由曲面光学系统
二、折/衍混合成像光学系统
三、离轴反射式光学系统
四、微透镜及微透镜阵列
五、共形光学系统
六、自适应光学系统
习题
第九章光学系统的像质评价
第一节瑞利判断与波前图
一、瑞利判断(RayleighJudgement)
二、波前图(WavefrontMap)
第二节中心点亮度与能量包容图
一、中心点亮度(BrightnessofCenterDisk)
二、能量包容图(EncircledEnergy)
第三节分辨率与点扩散函数
一、分辨率(ResolvingPower)
二、点扩散函数(PointSpreadFunction)
第四节星点检测法与点列图
一、星点检测法(StarTest)
二、点列图(SpotDiagram)
第五节光学传递函数评价成像质量
一、利用MTF曲线来评价成像质量
二、利用MTF曲线的积分值来评价成像质量
第六节其他像质评价方法222
一、方均根(RootMeanSquare,RMS)统计评价
二、光程差曲线与光线差曲线
三、照度分析与光谱分析
四、杂散光分析
第七节光学系统的像差公差
一、望远物镜和显微物镜的像差公差
二、望远目镜和显微目镜的像差公差
三、照相物镜的像差公差
习题2
第十章光学设计
第一节PW形式的初级像差系数
一、PW的定义及PW形式的初级像差系数
二、薄透镜系统初级像差的PW表示式
第二节薄透镜系统的基本像差参量
一、对像差参量P、W进行规化
二、对物体位置进行规化
三、规化色差系数C1
四、用规化像差参量P、W表示的初级像差系数
第三节双胶合薄透镜组的基本像差参量与结构参数的关系234
一、双胶合薄透镜组的独立结构参数
二、基本像差参量P∞、W∞和C1与结构参数的关系
三、P∞、W∞与玻璃材料的关系
四、求解双胶合薄透镜组结构参数的
步骤
第四节单薄透镜的P∞、W∞和C1与结构参数的关系
第五节用PW方法求解初始结构参数实例
一、双胶合物镜的初始结构设计
二、双分离物镜的初始结构设计
第六节光学系统的像差校正方法
一、系统中各光组(以至各面)的像差分布合理,尽量减小高级像差
二、系统的像差具有合理的匹配
三、改变单个面的曲率半径
四、整体弯曲
五、利用特殊位置的透镜或透镜组的像差特性
六、利用对称型结构的像差特性,成对地修改结构参数
七、增加胶合面,校正色差或单色像差
八、更换玻璃,校正色差或单色像差
九、加入无光焦度校正板
十、移动光阑至合适的位置
十一、通过拦光,改善轴外点成像质量
十二、加入非球面
第七节光学系统的优化设计
一、概述
二、光学镜头设计中常用优化方法的数学原理
三、阻尼因子p、权因子μj和评价函数
四、边界条件
五、小结
第八节—5×显微物镜的优化设计实例
一、方法1
二、方法2
第九节激光扫描物镜优化设计实例
一、设计要求
二、优化设计过程与结果
第十节三片数码相机物镜优化设计实例
一、三片数码相机物镜的光学特性和像质要求
二、初始结构
三、加厚镜片的过程
四、优化
第十一节双高斯物镜优化设计实例
一、设计背景概述
二、双高斯物镜的初始结构
三、优化
第十二节非球面镜头优化设计实例
一、概述
二、非球面激光聚焦物镜优化设计实例
三、孔径角U′=61°、后工作距l′≥20mm的非球面聚光镜的优化设计
习题
上篇习题部分参考答案
上篇主要参考文献
……
下篇物理光学
下篇附录
附录A矢量分析及场论的主要公式
附录B二维傅里叶变换关系及其基本定理
附录C几个常用函数的定义及傅里叶变换
附录D卷积和相关
附录Eδ函数
附录F贝塞尔函数
附录G矩阵
下篇习题部分参考答案
下篇主要参考文献

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