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應用光學與光學設計基礎(第三版)

應用光學與光學設計基礎(第三版)

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內容簡介

一本涵蓋應用光學成像基本理論、亮度學與色度學基礎、典型應用光學系統以及光學系統像質評價與應用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,第壹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、共軸球面系統近軸光學與理想光學系統成像理論),基本光學成像組件(球面透鏡與平面反射棱鏡等),目視光學系統工作原理以及成像系統的光束限制等;第二篇為亮度學與色度學基礎(第8~9章);第三篇為典型應用光學系統(第10~14章),全面系統地介紹了最重要且具代表性的望遠鏡(包括望遠系統外形尺寸計算與天文望遠鏡有關內容)、顯微鏡、照相與投影系統、激光光學與激光應用系統、光纖光學與無源光纖傳像系統等5種典型應用光學系統的機理、特性與應用;第四篇為光學系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)。

遲澤英,1938年生,北京人,漢族,中共黨員,南京理工大學教授,光學工程學科博士生導師。1956—1962年學習畢業於哈爾濱軍事工程學院——南京炮兵工程學院,留校任教四十余年。1992年獲批國務院政府特殊津貼,1992—1996年任南京理工大學研究生部主任,1994年、2001年先后獲評「江蘇省教育科研先進工作者」和「江蘇省優秀研究生導師」。長期致力於應用光學、光學儀器和光纖應用技術等方向的教學和科研,先后講授「應用光學」「軍用光學儀器」「纖維光學與光纖應用技術」等8門本、研課程;先后主持並參與總裝武器裝備型號項目以及國家自然科學基金項目、博士點基金項目等二十余項省部級以上科研項目,獲省、部級以上科技進步等成果獎十余項,榮立國防科工委「2001年國防科技工業武器裝備型號研制」個人一等功,並獲多項國家發明與實用新型專利:先后在國內外重要學術刊物上發表學術論文六十余篇,近年來先后主編出版《應用光學與光學設計基礎(第二版)》(高等教育出版社出版,江蘇省「十二五」規划重點立項教材)、《光纖光學與光纖應用技術(第二版)》(工信部「十二五」規划重點立項教材,江蘇省精品教材)2部教材。

陳文建,1965年生,江蘇人,漢族,中共黨員,光學工程學科博士,南京理工大學教授,現任電子工程與光電技術學院副院長。主要從事光學系統設計、光纖應用技術、光電儀器與系統以及智能化傳感器等方向的教學與科學研究工作。先后指導培養碩士研究生五十余名;作為項目第二負責人和主要成員參與國家自然科學基金、型號項目、博士點基金、省高新技術研究計划、國防重點預研、兵器預研等省部級以上科研項目的全過程研究;發表多篇論文,作為主要編著者之一,參編教材兩部。近年來先后完成多項數字病理切片系統、激光半主動制導、全景攝像、高精度在線帶鋼尺寸檢測系統、系列電子內窺鏡等系統中的光學系統設計,並已定型及應用。

李坤宇,1961年生,江蘇人,漢族,中共黨員,光學工程學科博士,東南大學副教授。主要長期從事工程光學、光電儀器設計技術基礎以及智能傳感器等方向的教學與科研工作,先后承擔總裝、預研等多項項目。在本教材(第三版)修訂任務中,承擔大課時(5學分)電子教學課件的總體和主要設計任務。

萬瑾,1976年生,湖北武漢人,漢族,中共黨員,測試計量技術及儀器專業博士,廈門華廈學院副教授,主要從事光纖應用技術、光電技術與儀器以及傳感器等方面的教學與研究工作。在本教材(第三版)修訂任務中,承擔小課時(3學分)電子教學課件設計任務。
 

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波面
1.1.4光線
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光的直線傳播定律
1.2.2光的獨立傳播定律
1.2.3反射定律與折射定律
1.2.4折射率
1.2.5反射光與折射光的能量分布
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光線在折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光學系統及成像的基本概念
1.5.1光學系統的基本概念
1.5.2成像的基本概念
習題1
思考題1
第2章共軸球面系統的成像理論(近軸光學)
2.1子午面內實際光線經共軸球面系統折射的光路計算公式
2.1.1符號規則
2.1.2實際光線經(單折射)球面折射的光路計算公式
2.1.3實際光線經共軸球面系統的光路計算公式
2.1.4軸上單色物點經單折射球面成像性質的分析
2.2單折射球面的近軸光路計算公式與近軸成像規律
2.2.1單個折射球面的近軸光路計算公式
2.2.2單折射球面的近軸成像規律
2.3共軸球面系統的近軸像面位置與放大率的計算
2.3.1共軸球面系統近軸區的轉面過渡公式組
2.3.2共軸球面系統近軸像面位置的計算
2.3.3共軸球面系統近軸區的拉—赫不變式與放大率計算
2.4球面反射鏡的成像規律
2.4.1球面反射鏡的物像位置關系式
2.4.2球面反射鏡的成像放大率與拉一赫不變式
2.4.3球面反射鏡的應用
習題2
思考題2
第3章理想光學系統的成像理論
3.1理想光學系統與「共線成像」的基本概念
3.2共軸理想光學系統的基點、基面與焦距
3.2.1主面和主點
3.2.2焦點和焦面
3.2.3焦距
3.2.4節點、節面
3.3理想光學系統物像間的解析關系
3.3.1決定光學系統物像共軛點位置的基本公式(牛頓公式、高斯公式)
3.3.2理想光學系統拉一赫不變式與系統物方、像方的焦距比
3.3.3理想光學系統的諸放大率及其相互關系
3.3.4光束的會聚度與光學系統的光焦度、屈亮度
3.4理想光學系統的圖解求像方法
3.4.1光線描跡圖解法
3.4.2直角坐標圖解法(△)
3.5理想光學系統的物像關系特性曲線
3.5.1物像位置共軛特性曲線
3.5.2放大率特性曲線
3.6光學系統的基本類型
3.6.1焦距f和f’’具有相反符號的系統——第一型系統
3.6.2焦距f和f’’具有相同符號的系統——第二型系統
3.7理想光學系統的組合
3.8透鏡
3.8.1單折射球面的基點、基面位置與焦距
3.8.2透鏡(厚透鏡)的基點位置與焦距計算公式
3.8.3簿透鏡與薄透鏡組
3.9理想光學系統共軸多光組復合的實用方法(△)
3.9.1正切計算法
3.9.2截距計算法
3.10實際光學系統基點位置和焦距的計算(△)
3.10.1求像方基點位置與焦距——正向光路計算
3.10.2求物方基點位置與焦距——反向光路計算
習題3
思考題3
第4章矩陣方法在近軸光學中的應用(*)
4.1共軸球面系統的作用矩陣
4.1.1折射矩陣
4.1.2傳遞矩陣
4.1.3共軸球面系統的作用矩陣
4.2共軸球面系統的物像關系矩陣
4.3矩陣方法在薄透鏡系統中的應用
習題4
第5章平面組件與棱鏡系統
5.1平面折射與平行平板玻璃的成像性質
5.1.1光線經過平面的折射
5.1.2光線經平行平板玻璃的折射
5.1.3平行平板玻璃的「等效空氣層」概念
5.2折射棱鏡
5.3楔鏡
5.4平面反射鏡與平面鏡系統
5.4.1平面鏡的成像特性
5.4.2平面鏡的旋轉效應
5.4.3兩面角鏡的成像特性
5.5反射棱鏡
5.5.1反射棱鏡的基本概念
5.5.2反射棱鏡的視場角
5.5.3平面反射系統的轉像規律分析
5.5.4反射棱鏡的展開及其理論結構尺寸的計算
5.5.5棱鏡的偏差
5.6光學鉸鏈(△)
5.7矢量分析計算方法在平面鏡系中的應用(*)
5.7.1矢量形式的反射定律
5.7.2矢量形式的折射定律
5.7.3矢量繞定軸轉動公式
5.8矩陣方法在平面反射系統中的應用(求系統作用矩陣)(*)
習題5
第6章眼睛與典型目視光學系統的工作原理
6.1眼睛
6.1.1眼睛的構造和主要光學常數
6.1.2模型眼與簡化眼
6.1.3眼睛的主要特性
6.2放大鏡和顯微鏡系統的工作原理
6.2.1放大鏡的工作原理
6.2.2顯微鏡的工作原理
6.3望遠系統的工作原理
6.3.1望遠系統的工作原理與主要性質
6.3.2望遠系統的視角放大率
6.3.3望遠(鏡)系統的基本類型
6.4目視光學儀器的視度調節
6.5理想光學系統的分辨率
習題6
第7章光學系統中的光闌與光束限制的基本概念
7.1實際光學系統中的光闌及其作用
7.2光學系統的孔徑光闌、入射光瞳和出射光瞳
7.3視場光闌、窗以及漸暈的概念
7.3.1視場光闌、入射窗和出射窗
7.3.2漸暈
7.4光闌設置的原則和幾種典型系統光束限制的分析
7.4.1光闌設置的原則
7.4.2幾種典型光學系統的光闌設置與光束限制
7.5遠心光路(焦闌光路)(△)
7.5.1物方遠心光路
7.5.2像方遠心光路
7.6場鏡(△)
7.7物空間在平面上成像的清晰深度——光學系統的景深(△)
7.7.1照相物鏡的成像空間深度
7.7.2望遠系統的成像空間深度
習題7
第二篇亮度學與色度學基礎
第8章亮度學的基本概念與光學系統中光能損失的計算
8.1光能與亮度學的基本概念
8.1.1立體角的概念與計算
8.1.2輻(射能)通量、光譜光視效率(視見函數)與光通量
8.1.3發光強度
8.1.4(光)照度
8.1.5光出射度
8.1.6(光)亮度
8.1.7亮度學各主要光度量名稱、單位及其換算關系
8.2光學系統中光通量與光亮度的傳遞(△)
8.2.1光束在均勻透明的同種介質中的傳播
8.2.2光束在介質分界面折射、反射后,光亮度的變化規律
8.3光學系統中光能損失的計算
8.3.1光學系統中光能損失的分析與計算
8.3.2光學系統透過率的計算
8.4像平面的照度
8.4.1軸上像點照度公式
8.4.2軸外像點的照度公式
8.5眼睛直接觀察與通過儀器觀察時像的主觀亮度(△)
8.5.1眼睛直接觀察物體時像的主觀亮度
8.5.2通過儀器觀察時像的主觀亮度
習題8
第9章色度學基礎(*)
9.1顏色視覺與色度學的基本概念
9.1.1人眼的顏色視覺特性
9.1.2顏色的分類與彩色的三特性
9.1.3顏色的混合與匹配
9.2標准色度系統與色度計算
9.2.1CIE1931—RGB色度系統
9.2.2CIE1931標准色度系統
9.2.3CIE1964補充標准色度系統
9.2.4均勻色品圖及均勻顏色空間
9.2.5CIE標准施照體與標准光源
9.2.6CIE色度計算舉例
……
第三篇典型應用光學系統
第四篇光學系統的像質評價與應用ZEMAX軟件進行光學設計的基本方法
部分習題參考答案
參考文獻
 

詳細資料

  • ISBN:9787040473940
  • 規格:641頁 / 普通級 / 1-1
  • 出版地:中國

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