《几何光学和光学设计》

第一部分 几何光学2

第一章 几何光学的基本概念和基本定律2

§1-1 发光点、光线和光束2

§1-2 光线传播的基本定律和全反射2

§1-3 费马原理5

§1-4 物、像的基本概念和完善成像条件6

习题8

§2-1 概念与符号规则9

第二章 球面和球面系统9

§2-2 轴上物点经单个折射球面成像10

§2-3 物平面以细光束经折射球面成像12

§2-4 反射球面13

§2-5 共轴球面系统14

§2-6 透镜16

习题17

第三章 平面和平面系统19

§3-1 平面镜19

§3-2 双平面镜20

§3-3 平行平板21

§3-4 反射棱镜22

§3-5 折射棱镜28

§3-6 光的色散29

§3-7 光学材料31

习题33

第四章 理想光学系统34

§4-1 理想光学系统及其原始定义34

§4-2 理想光学系统的主点、主平面、焦点、焦平面和焦距34

§4-3 物像位置和三种放大率、两种焦距和光焦度、节点35

§4-4 光学系统的图解求像40

§4-5 光学系统的组合41

§4-6 望远镜系统44

§4-7 厚透镜46

§4-8 实际光学系统的焦距和基点位置的计算，焦距的测定48

习题51

第五章 光学系统中光束的限制56

§5-1 概述56

§5-2 光学系统的孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳57

§5-3 光学系统的视场光阑、入射窗和出射窗、渐晕光阑58

§5-4 平面上空间像的不清晰度、景深60

§5-5 远心光学系统61

习题62

第六章 光能及其计算64

§6-1 辐射能通量、光通量64

§6-2 发光强度、光照度、光出射度和光亮度66

§6-3 光学系统光能损失的计算71

§6-4 通过光学系统的光通量，像的照度73

习题75

第七章 光线的光路计算77

§7-1 近轴光线的计算77

§7-2 子午光线的光路计算78

§7-3 子午光线经偏心球面时的光路计算82

§7-4 沿轴外点主光线的细光束像点的计算82

§7-5 空间光线的光路计算86

§7-6 光线经非球面时的光路计算90

习题91

§8-1 球差、带球差94

第八章 球差94

第二部分 像差理论94

§8-2 单个折射球面的球差和球差分布公式97

§8-3 折射球面产生球差正负的判断及物距对球差的影响98

§8-4 初级球差100

§8-5 薄透镜和薄透镜系统的初级球差101

§8-6 平行平板的球差103

习题103

第九章 正弦差105

§9-1 正弦条件与赫歇尔条件105

§9-2 等晕成象和等晕条件106

§9-3 正弦差的分布109

§9-4 薄透镜和薄透镜系统的初级正弦差110

习题112

第十章 轴外像差113

§10-1 轴外像差慨述113

§10-2 初级轴外像差的一般表示式114

§10-3 彗差与初级彗差117

§10-4 仅具初级彗差时的光束结构120

§10-5 像散和像面弯曲及其初级量121

§10-6 具有初级像散和像面弯曲时的光束结构124

§10-7 匹兹凡和及其校正方法125

§10-8 畸变和初级畸变126

习题128

第十一章 色差129

§11-1 位置色差129

§11-2 初级位置色差130

§11-3 平行平板的位置色差132

§11-4 薄透镜和薄透镜系统的初级位置色差132

§11-5 二级光谱134

§11-6 倍率色差136

§11-7 初级倍率色差137

§11-8 薄透镜系统的初级倍率色差138

§11-9 光学系统消像差谱线的选择140

习题140

第十二章 像差综述142

§12-1 像差计算综述142

§12-2 像差特性曲线144

§12-4 对称光学系统的像差特性145

§12-3 平行平板的初级像差系数145

§12-5 初级像差和光阑位置的关系146

§12-6 光阑像差及其与物面像差的关系147

§12-7 初级像差系数与物面位置的关系148

§12-8 P、W形式的初级像差系数和基本像差参量149

§12-9 单个薄透镜和双胶合透镜组的基本像差参量151

§12-10 P、W方法计算实例154

习题155

§13-1 轴上点的波像差及其与球差的关系157

第十三章 波像差157

§13-2 轴外点的波像差及其与垂轴像差的关系160

§13-3 波像差的一般表示式162

§13-4 参考点移动产生的波像差、焦深163

§13-5 色差的波像差表示163

§13-6 球色差、几何色差与波色差的关系165

§13-7 光学系统的像差容限165

习题166

第十四章 典型光学系统170

§14-1 眼睛170

第三部分 光学设计170

§14-2 放大镜174

§14-3 显微镜175

§14-4 望远镜系统185

§14-5 摄影光学系统196

§14-6 放映系统203

习题205

第十五章 典型光学镜头设计207

§15-1 简单物镜设计207

§15-2 凯涅尔目镜设计211

§15-3 匹兹凡型放映物镜设计213

§15-4 双高斯型摄影物镜的设计215

§15-5 像差校正的一些常用方法217

习题219

第十六章 激光光学系统221

§16-1 高斯光束的基本性质221

§16-2 高斯光束通过薄透镜时的变换和激光扩束望远镜的设计特点222

§16-3 线性成像透镜(f·θ透镜)225

§16-4 傅里叶变换透镜227

习题230

第十七章 像质评价231

§17-1 斯特列尔(Strehl)判断231

§17-2 瑞利判断232

§17-3 分辨率233

§17-4 点列图234

§17-5 光学传递函数234

习题238

第十八章 光学自动设计239

§18-1 概述239

§18-2 评价函数及其构成240

§18-3 阻尼最小二乘法241

§18-4 边界条件的处理244

§18-5 光学设计过程小结245

附表、附录及参考文献247

附表1 玻璃对编组图247

附表2 冕牌透镜在前的玻璃组合248

附表3 火石透镜在前的玻璃组合249

附录 双胶合透镜Po的算法250

参考文献252