《光学技术手册 上》求取 ⇩

第1章 几何光学成象1

常用符号表1

第1篇 几何光学1

1.1 基本定律1

1.2 全反射1

1.3 费马原理2

1.4 马吕斯定律2

1.5 程函2

2 理想成象3

2.1 几何光学的几个常用的基本概念3

2.2 几何光学中常用量的符号规则5

2.3 单个折射球面和共轴球面系统在近轴区域的成象5

2.4 理想光学系统5

2.5 透镜6

2.6 光组组合6

2.7 近轴矩阵光学7

参考文献8

第2章 光学系统中的光阑9

常用符号表9

1. 光学系统中的光阑9

2. 孔径光阑、入射光瞳、出射光瞳和主光线9

4. 渐晕10

3. 视场光阑、入射窗和出射窗10

4.1 渐晕的量度与计算10

2.1 孔径光阑位置的确定10

2.2 孔径光阑大小的确定10

1. 光线传播的基本规律11

4.2 不宜渐晕情况11

5. 景深11

6. 远心光路12

6.1 物方远心光路12

6.2 象方远心光路12

7. 光学系统瞳窗转接12

8. 消杂光光阑13

参考文献14

1. 光路计算基本公式15

1.1 基本公式组15

第3章 光线的光路计算15

常用符号表15

1.2 入射光瞳位置的计算21

2. 球面系统的空间光线计算23

3. 旋转轴对称非球面的空间光线计算23

4. 柱面的空间光线计算25

5. 光学系统的瞳形计算25

5.1 无渐晕时入瞳形状计算25

6. 坐标变换26

5.3 根据线渐晕系数计算瞳点坐标26

5.2 根据给定的通光口径计算渐晕瞳形26

参考文献27

第4章 象差理论及计算28

常用符号表28

1. 实际几何象差计算28

1.1. 单色几何象差计算28

1.2 色差28

1.3 实际几何象差分布及曲线28

2.2 特殊情况初级几何差分布系数38

2.4 初级象差系数和入瞳位置的关系38

2.3 初级象差与孔径角u和半视场角ω及集中f＇之间的关系38

2.1 初级几何象差及其分布系数38

2. 初级(三级)几何象差38

3. 实际几何象差级数展开式41

4. 波象差计算42

4.1 波象差的一般表示式42

4.2 初级波象差表示式44

4.3 初级波色差一般表示式44

4.4 轴向波色差44

4.5 轴外波色差44

5. 几何象差与波象差的关系44

5.1 波象差与球差的关系44

6. 最佳象面与离焦45

5.5 轴外波色差与初级倍率色差之间的关系45

7. PW形式初级象差公式45

5.3 参考点移动产生的波象差45

5.2 轴外点波象差与垂轴象差之间的关系45

5.4 轴向波色差与初级位置色差之间的关系45

7.1 薄透镜系统初级象差的PW表示式46

7.2 由PW求薄透镜系统的初始解过程46

7.3 薄透镜系统的基本象差参量46

8. 由初级象差确定光学系统的结构参数47

8.1 双胶合薄透镜和单透镜47

8.2 双分离物镜54

8.4 无光焦度薄透镜组55

8.5 两组定焦距薄透镜55

8.3 三片式薄透镜组55

3.2 颜色测量及仪器57

3.3 荧光材料的色测量57

4. CIE白度评价简介57

4.1 白度及其特点57

4.2 CIE白度评价公式57

5. 颜色立体57

5.1 色立体和色卡图册57

5.2 孟塞尔色卡图册57

5.3 孟塞尔明度、彩度和色调57

3. 颜色测量和测量仪器57

3.1 颜色测量57

参考文献58

8.6 厚透镜58

3.4 放映、电化教学灯泡63

3.5 脉冲灯64

3.6 真空紫外光源64

3.7 固体光源64

4.5 微微秒脉冲激光器65

4. 激光光源65

4.2 固体激光器65

4.3 染料激光器65

4.4 半导体激光器65

4.1 气体激光器65

参考文献65

3.4 气溶胶消光67

3.5 斜程衰减67

4.大气折射68

4.1 空气折射率68

4.2 大气折射68

5. 湍流效应68

5.1 大气湍流68

5.2 光波的湍流效应68

6. 背景辐射68

6.1 散射和反射的背景辐射69

9. 同轴非球面的初级象差理论133

参考文献134

10. 同轴柱面望远系统的初级象差134

1.1 径向梯度折射率135

1. 梯度折射率介质中的光线追迹135

常用符号表135

第5章 梯度折射率光学135

1.2 轴向梯度折射率137

1.4 球面梯度折射率139

1.3 层状梯度折射率139

2. 梯度折射率透镜的象差140

3. 梯度折射率透镜系统设计142

3.1 径向梯度介质棒的几何光学142

3.2 梯度折射率系统设计143

参考文献144

第6章 电子光学146

常用符号表146

1 概述147

2 自由电子147

2.1 自由电子的动能与速度147

2.2 电子在电磁场中的偏转150

3. 电子光学中的静电场和静磁场153

3.1 拉普拉斯微分方程153

3.2 施转对称场的幂级数展开154

3.3 电磁场的数值计算方法154

4. 带电粒子轨迹的计算156

4.1 根据折射定律求轨迹156

4.2 由电子轨迹方程求轨迹158

5. 电子透镜的一般光学性质158

5.1 光学参量的定义158

5.2 透镜成象公式160

5.3 阿贝正弦条件和亥姆霍茨定律161

6. 电子透镜的象差161

6.1 球差161

6.2 色差161

6.3 轴上象散焦距差163

6.4 物距和象距都不为无穷远(有限放大率)时的象差系数164

7. 电子透镜的光学参量值164

7.1 静电单电位透镜164

7.2 短线圈弱磁透镜165

7.3 带铁壳及极靴的磁透镜及其轴上杨分布165

7.5 对称磁透镜光学参量数据168

7.4 弱(薄)透镜与强(厚)透镜的焦距和焦点位置168

7.6 对称磁透镜光学参量的计算公式202

7.7 对称和不对称透镜光学参量曲线205

参考文献211

常用符号表213

1. 自由离子213

1.1 离子动能213

1.2 离子速度213

第7章 离子光学213

1.4 离子波长214

1.3 离子飞行时间214

3.2 离子在扇形圆柱静电场中的运动216

3.1 离子在均匀扇形磁场中的运动216

3. 离子光学轴的性质216

2. 离子光学的场分布和运动方程216

4.2 扇形柱面电场的一级方向聚焦条件、象放大系数和速度色散系数217

4.1 扇形磁场的一级方向聚焦条件，象放大系数、质量色散和速度色散系数217

4. 近轴离子轨迹的一级性质217

4.3 双聚焦条件218

4.4 离子光学系统的理论分辨本领218

5. 离子光学系统的轨迹和象差218

5.1 扇形圆柱静电场系统的象差218

5.2 扇形均匀磁场系统的象差218

5.3 双聚焦质谱计离子光学系统的象差220

5.4 双焦聚离子光学系统的(松田久)象宽221

5.5 圆柱电容器静电场中的二级离子轨迹和象差221

5.6 环形电容器静电场中的二级离子轨迹和象差222

5.7 扇形均匀磁场中的二级离子轨迹和象差223

6. 典型离子光学系统224

6.1 一级全质量双聚焦质谱仪--马-赫型224

6.2 改进的尼尔-约塌逊型离子光学系统224

6.3 二级完全双聚焦离子光学系统224

6.4 二级完全双聚焦离子光学系统225

6.5 二级质谱仪离子光学系统227

6.7 具有双扇形静电场、静电四极透镜和磁场的双聚焦质谱计的离子光学系统227

6.8 以平行板电容器为静电场、两个四极透镜和磁场组成的双聚焦离子光学系统227

6.6 考虑到边缘场的完全二级双聚焦系统--(松田久)型227

6.10 具有大质量色散小象差系数的单聚焦离子光学系统230

6.9 具有弯曲边界的单聚焦磁扇形场离子光学系统230

6.11 静电四极透镜和磁场组合的单聚焦离子光学系统231

参考文献232

常用符号表233

第1章 光的电磁理论233

1.1 麦克斯韦方程组233

第2篇 物理光学233

1. 电磁场和电磁波233

1.4 波动方程、光速234

1.2 物质方程234

1.3 边界条件234

1.5 电磁波谱235

2. 电磁波的传播235

2.1 标量波235

2.2 矢量波237

3. 光在二透明介质分界面上的反射和折射239

3.1 菲涅耳公式239

3.2 反射率和透过率240

3.3 反射和折射产生的偏振240

4. 全反射241

参考文献243

第2章 光的干涉244

常用符号表244

1. 双光速干涉(波前分割)244

1.1 杨氏干涉典型装置244

1.2 可见度与相干度246

1.3 光源单色性、相干长度、时间相干性248

1.4 光源的临界宽度、空间相干性249

1.5 应用于测量光程差、测量光源的角幅度250

2. 驻波251

3.2 薄膜产生的条纹252

3.1 平行平板产生的干涉252

3. 双光束干涉(振幅分割)252

3.3 条纹的定域253

3.5 双光束干涉研究光谱线的精细结构254

3.4 迈克尔逊干涉仪254

4. 多光束干涉255

4.1 多次反射光的干涉255

4.2 法布里-珀罗干涉仪256

4.3 干涉在薄膜光学中的应用259

4.4 干涉滤光片263

参考文献264

第3章 光的衍射265

常用符号表265

1. 惠更斯-菲涅耳原理265

2. 菲涅耳衍射265

2.1 菲涅耳积分、科纽蜷线265

2.2 直边衍射269

3. 波带法与波带卡270

3.1 波带法270

3.2 波带片270

3.3 全息波带片270

4. 基尔霍夫衍射理论271

4.1 菲涅耳-基尔霍夫衍射公式271

4.2 亥姆霍兹互易定理271

4.3 巴比涅原理271

5. 夫琅和费衍射272

5.1 单缝衍射272

5.2 矩孔衍射273

5.3 圆孔衍射274

5.4 其它形状的开孔衍射275

6. 衍射光栅277

6.1 双缝衍射277

6.2 光栅衍射278

6.3 光栅的特性278

6.4 闪耀光栅280

6.5 阶梯光栅280

7. 衍射成象理论281

7.1 相干照明的阿贝成象理论281

7.2 泽尼克相衬法282

7.3 非相干照明成象理论282

7.4 部分相干成象理论283

参考文献283

第4章 光的偏振284

常用符号表284

1. 偏振光的数学描述285

1.1 完全偏振光的几何描述285

1.2 (线)琼斯向量285

1.3 复数表示法285

1.4 邦加球286

1.5 j圆286

1.6 相干矩阵287

1.7 斯托克斯向量287

1.8 基态问题288

1.9 换算公式289

2.1 琼斯计算法290

1.10 正交偏振态290

2. 琼斯计算法和穆勒计算法290

2.3 穆勒矩阵和线琼斯矩阵间的换算291

2.2 穆勒计算法291

3. 偏振光学系统的传递特性292

3.1 非退偏振光学系统的各种传递函数292

3.2 偏振光学系统透过率的计算292

4.1 延迟器与旋光器293

4. 偏振元件的琼斯矩阵和穆勒矩阵293

5.1 经过延迟器后定出射光椭圆偏振态的确定294

5. 帮加球法加j圆法确定出射光的椭圆偏振态294

4.3 各向同性媒质界面上反射时的琼斯矩阵294

4.2 偏振器和退偏振器294

5.2 理想偏振器透过率的计算297

6. 对于吸收媒质的非涅耳公式298

7. 旋光性299

参考文献300

常用符号表301

第5章 高斯光束传播301

1. 自由空间的高斯光束302

2. 光束半宽度、波前曲率半径、轴上位相303

3.1 高斯光束经透镜的变换304

3. 高斯光束经透镜的折射304

3.2 高斯光束的匹配306

3.3 圆图法308

4.1 光线矩阵308

4. 高斯光束经光学系统的变换308

4.2 ABCD定律310

参考文献311

1.1 全息的记录和再现过程的基本公式312

1. 全息图的记录介质312

常用符号表312

第6章 全息术312

1.2 全息过程基本物理量的概念和单位313

1.4 常用的记录介质314

1.3 全息图按记录介质特性分类314

2. 全息图的基本类型315

1.5 全息图的理论衍射效率315

2.1 菲涅耳全息图315

2.2 象全息图317

2.3 傅里叶变换全息图317

2.5 体积全息图318

2.4 无透镜傅里叶变换全息图318

3.2 记录系统319

3.1 光源319

3. 全息实验条件319

4.1 全息显示320

4. 全息术的应用320

4.2 全息干涉计量324

4.3 全息显微术326

4.4 全息信息存储328

4.5 特征识别329

4.6 全息消模糊330

4.7 全息彩色编码330

4.8 白光全息术及其应用332

4.9 计算全息图及其应用336

参考文献336

第7章 散斑337

常用符号表337

1. 散斑的基本性质337

1.1 散斑的形成337

1.2 散斑的尺寸338

1.3 相关性、变换和成象338

1.4 散斑的运动规律339

2. 散斑干涉术339

2.1 单光束干涉339

2.2 双光束干涉340

2.3 剪切干涉340

3. 散斑的应用340

3.1 位移和变形的测量340

3.4 透镜检验和视力检查341

3.3 粗糙度和感光材料粒度的测量341

3.2 振动分析341

参考文献342

3.5 图形的比较(图象相减)342

3.6 天文散斑343

1.4 叠加积分及卷积344

1.3 不变性及线性不变性系统344

1.2 脉冲响应344

1.1 线性系统344

1. 基本概念344

常用符号表344

第8章 傅里叶光学344

1.6 传递函数345

1.5 傅里叶分析(傅里叶频谱分析)345

2. 单色光波复振幅的傅里叶分解及其空间频率的物理意义345

2.1 沿空间任一方向传播的单色平面波在XY平面上的复振幅分布345

2.2 任一复振幅分布的傅里叶分解347

3. 球面波衍射理论与平面波衍射理论347

4. 菲涅耳衍射与夫琅和费衍射的计算公式348

5. 傅里叶变换在衍射计算中的应用349

5.1 傅里叶变换定理及其在夫琅和费衍射计算中的应用349

5.2 一些常用函数的傅里叶变换351

5.3 一些光学衍射问题的计算结果353

6. 透镜的傅里叶变换性质357

6.1 透镜是一个空间位相变换器(调制器)357

6.2 透镜的傅里叶变换性质357

7. 光学成象系统的频谱分析359

7.1 衍射受限的相干及非相干成象系统359

7.2 相干及非相干成象系统的频谱分析--相干传递函数CTF及光学传递函数OTF362

参考文献365

第9章 晶体光学366

常用符号表366

1. 光在晶体中的传播和对偶定则366

2. 晶体的二阶示性曲面368

2.1 波法线椭球和光线椭球368

2.2 折射率面369

2.3 波法线面和光线面369

3. 单轴晶体与双轴晶体369

3.1 单轴晶体369

3.2 双轴晶体及其锥光折射370

3.3 晶体的折射率371

4 晶体界面上的双折射375

4.1 在晶体界面上光波的折、反射定律375

4.2 晶体中的光路376

5.1 晶片在平行偏振光下的干涉377

5. 晶片在正交或平行偏振镜下的干涉现象377

6.1 普克尔效应和克尔效应378

6. 晶体的电光效应和弹光效应378

5.2 锥光干涉图378

6.2 弹光效应380

参考文献382

第10章 光的散射383

常用符号表383

1. 瑞利散射383

1.1 气体中由分子密度涨落引起的光散射383

1.2 气体中由分子偶极矩涨落引起的光散射384

1.3 液体中的光散射384

3. 光在混浊介质中的散射385

2. 光在溶液中的散射385

3.1 小粒子散射385

3.2 瑞利-甘斯藏身385

3.3 米氏理论386

4. 光在高聚物薄膜中的散射386

5. 非弹性散射--喇曼散射、布里渊散射387

5.1 概述387

5.2 喇曼散射388

5.3 布里渊散射389

参考文献392

2. 分子的极化率393

1. 分子光学的对象393

常用符号表393

第11 章 分子光学393

3. 分子折射率394

4. 分子的辐射和吸收395

4.1 经典的振子模型395

4.2 量子力学的结果396

5. 分子的色散396

6.2 感应偶极子的散射397

6. 分子的散射397

6.1 概述397

6.3 喇曼散射398

6.4 布里渊散射400

7. 极化率的各向异性400

8. 天然旋光性400

9.2 法拉弟效应401

9. 在外场中分子的光学性质401

9.1 克尔效应401

9.3 科董-莫顿效应401

参考文献402

第12章 光谱学403

常用符号表403

1. 原子光谱学403

1.1 氢原子光谱和玻耳氢原子模型403

1.2 原子光谱的量子力学理论404

1.3 塞曼效应405

1.4 应用原子光谱学406

2. 分子光谱仪407

2.1 分子转动光谱407

2.2 分子振动光谱409

2.3 分子的电子光谱410

2.4 喇曼散射效应410

2.5 分子荧光光谱412

3. 激光光谱学412

3.1 线性激光光谱学412

3.2 非线性激光光谱学412

4. 各种谱线的波长、发射源及其相对强度413

参考文献417

第1章 激光419

第3篇 近代光学419

常用符号表419

2. 光学谐振腔理论420

1.2 工作原理420

1.1 激光器的组成部分420

1. 激光工作原理420

2.2 谐振腔的几何理论421

2.1 谐振腔的特点和基本参量421

2.3 谐振腔的衍射理论423

3.1 速率方程理论425

3. 激光辐射动力学425

3.2 半经典理论简介428

参考文献428

第2章 非线性光学429

常用符号表429

1. 概述429

2. 二次谐波的产生430

4. 光束的自聚焦432

3. 参量振荡和频率上转换432

5. 受激喇曼散射和布里渊散射433

6. 非线性光学过程的分类434

参考文献435

第3章 集成光学437

常用符号表437

1. 介质波导理论437

1.1 平板波导的模式438

1.2 相移438

1.3 古斯--汉欣位移439

1.4 波导有效厚度439

1.5 平板波导的波动方程和场分布439

1.6 平板波导的模方程和截止方程441

1.7 渐变折射率平面波导的模方程和截止方程441

1.9 条载波导的模方程444

1.8 矩形波导的模方程444

1.10 各种波导的色散曲线445

2.2 光波导的形状450

2.3 材料和制备工艺450

2.1 光波导材料的要求450

3. 光波导参数测量452

3.1 光波导膜厚和折射率测量452

3.2 折射率分布的测定453

3.3 光波导损耗测量453

4.1 耦合器454

4. 光波导器件454

4.2 薄厚激光器455

4.3 探测器456

4.4 薄膜调制、开关和转偏器456

4.5 波导透镜457

4.6 光学双稳态器件458

4.7 模--数转换器458

参考文献458

第4章 纤维光学460

常用符号表460

1. 光导纤维460

1.1 光纤传光传象原理460

1.2 光导纤维的主要特性460

1.3 光导纤维的制作462

1.4 几种特殊光导纤维464

2. 光学纤维传输线465

2.1 光纤的光线理论分析466

2.2 光纤的波动理论分析467

2.3 光纤的制法469

2.4 光纤的损耗470

2.5 光纤的传输带宽471

3.2 光强调制型的光纤传感器472

3. 光纤传感器472

3.1 光纤传感器的基本原理472

3.3 相位干涉型光纤传感器473

3.4 偏振态型光纤传感器475

参考文献476

第5章 统计光学477

常用符号表477

1. 随机变量与随机过程478

1.1 随机变量478

1.2 随机过程482

1.3 解析信号及光场相干性统计参数483

2.1 热光484

2. 光场的统计性质484

2.2 激光486

3.1 透过薄随机屏成象487

3. 物体通过随机不均匀介质成象487

3.2 透过大气层成象489

4.1 光子计数统计491

4. 光探测过程的统计特性491

4.2 弱光干涉测量493

参考文献495

第6章 自适应光学技术496

常用符号表496

1. 概述496

2. 动态波前测量497

2.1 动态波前测量的特点497

2.2 波前斜率测量498

2.3 多元高频振动法501

3. 波前校正器502

3.1 分类502

3.2 主要性能要求503

3.3 致动器505

4. 系统设计问题506

4.1 系统主要参数的确定506

4.2 误差和噪声507

4.3 影响系统工作的一些因素509

参考文献509

第4篇 光度 色度 光源511

第1章 辐射度学和光度学511

常用符号表511

1. 概述511

2. 量和单位512

2.1 基本量512

2.2 常数量512

2.3 光和辐射的联系量512

2.4 辐射的空间特性量512

2.5 光度的空间特性量512

2.6 时间特性量512

2.7 材料特性量512

2.8 光源特性量513

2.9 辐射度学、光度学的计量单位及其相互表示和换算513

3.2 维恩位移定律517

3.1 普朗克定律517

3. 基本定律和公式517

3.6 发光面的余弦法则--朗白定律518

3.8 光亮度公式518

3.5 照度的余弦法则--布给定律518

3.4 平方反比定律518

3.3 斯？藩--玻耳兹曼定律518

3.7 光和辐射的关系式518

3.9 叠加原理519

3.11 塔耳玻特定律519

3.12 特殊发光体的光照度公式519

4. 光辐射量的一些常用数据519

3.10 互易原理519

5. 计量标准532

5.1 绝对接收器532

5.2 绝对辐射源533

5.3 发光强度标准535

5.4 光通量标准536

5.5 分布温度和色温度标准538

5.6 光密度标准540

5.8 光谱辐射标准541

5.7 光照度和光亮度标准541

5.9 紫外辐射标准543

5.10 连接激光功率标准544

5.11 脉冲激光能量标准545

6.2 光度计546

6.1 光度标准灯546

6. 测试仪器546

6.3 积分球547

6.5 色温计548

6.4 光照度计548

6.7 光谱光度计549

6.6 光亮度计549

6.8 光谱辐射计550

6.9 变角光度计550

6.10 辐射计和激光功率计551

6.11 激光能量计552

参考文献553

1. 色觉及颜色性质555

1.1 色觉及颜色555

第2章 色度学555

常用符号表555

1.3 颜色的混合、加色法和减色法556

1.2 颜色分类及性质556

2. CIE标准表色系统557

2.2 CIE1931-XYZ表色系557

2.1 CIE1931-RGB 基础表色系557

2.4 CIE1976均匀色品标尺图561

2.3 CIE1964补充表色系561

2.6 CIE三刺激值和色品坐标的计算562

2.5 CIE1976均匀色空间和色差公式562

常用符号表582

第3章 光源582

1. 自然光源583

1.1 太阳光583

1.2 月亮、行星584

2.3 白炽灯的种类586

2.1 辐射特性586

2. 白炽灯586

2.2 灯丝形状和泡壳外形586

3.1 光学仪器灯泡616

3. 气体放电光源616

3.2 照明灯泡624

3.3 氖灯635

第5篇 光学介质和各类光学部件659

第1章 大气光学性质659

常用符号表659

1. 概述660

2.3 大气气溶胶661

2.2 标准大气661

2.1 大气气体成分661

2. 大气模式661

3.1 辐射传输的基本定律665

3. 大气衰减665

3.2 分子吸收667

3.3 分子散射674

6.2 地一气系统的自发背景辐射692

6.3 下垫面的反照率692

参考文献694

1.1 海洋光学中的基本辐射度量696

1. 海洋的光学性质696

常用符号表696

第2章 海洋光学696

1.2 海水固有光学性质697

1.3 海洋表观光学性质700

2. 海洋中的辐射传递702

2.1 海洋辐射传递的基本问题702

2.2 两流辐射传递理论702

2.3 海洋辐射传递的辐亮度传递过程705

2.4 海面向上辐射706

3. 水中能风度707

3.1 引言707

3.2 水中对比度传输708

4.2 现场测量709

4.3 海洋水体的OTF与PSF的关系709

4.1 定义709

4. 海洋水体光学传递函数709

4.4 水中图象系统710

参考文献711

第3章 光学材料712

常用符号表712

1. 概述712

2. 无色光学玻璃712

2.1 各牌号玻璃性质及成分713

2.2 质量指标，类别和级别743

3. 有色光学玻璃745

3.1 有色玻璃牌号及性能745

3.2 有色玻璃牌号与国外牌号对照757

4.1 光学石英玻璃759

4. 其它光技术用玻璃759

4.2 透气玻璃TQl761

4.3 乳白玻璃762

4.4 激光玻璃762

5. 光学晶体763

5.1 光学晶体的一些性质763

5.2 主要电光、声光晶体及其性质775

6. 光学塑料777

6.1 常用典型的光学塑料777

6.2 航空有机玻璃779

参考文献781

第4章 光学零部件782

常用符号表782

1. 菲涅尔透镜782

1.1 菲涅耳透镜的原理及类型782

1.2 菲涅耳透镜的象差783

1.3 菲涅耳透镜设计786

2. 全息透镜788

2.1 全息透镜的制作788

2.2 全息透镜的理想成象位置789

2.3 全息透镜的焦距和放大率790

2.4 全息透镜的象差791

2.5 全息透镜的应用791

3. 梯度折射率透境792

4. 网格透镜792

4.1 球面网格透镜792

4.2 柱面网格透镜793

4.3 圆柱自聚焦光纤网格透镜793

4.4 锥形自聚焦光纤网格透镜795

5. 反射镜795

5.1 平面反射镜795

5.4 非球面反射镜796

5.3 球面反射镜796

5.2 平面反射镜系796

6. 反射棱镜797

6.1 反射棱镜的基本定义797

6.2 反射棱镜的分类及符号797

6.3 反射棱镜的外形尺寸计算798

6.4 反射棱镜两面角计算798

6.5 反射棱镜的视场角799

6.6 反射棱镜的初级象差系数799

6.7 反射棱镜的误差799

6.8 反射棱镜表803

6.9 反射棱镜应用实例813

6.10 反射多面棱镜(多面体)816

7. 折射棱镜816

7.1 折射棱镜的性质及主要计算公式816

7.2 折射棱镜组817

8. 光楔和补偿器818

8.1 使用在平行光路中的补偿器819

8.2 使用在会聚光路中的补偿器819

8.3 使用在焦面上的旋转光楔821

9. 偏振棱镜821

10 滤光片822

10.1 按其作用分类822

10.2 按制造工艺分类822

10.3 滤光镜的其他要求823

11. 场镜、分划板及标尺823

11.1 场镜823

11.2 分划板824

11.3 标尺826

12. 保护玻璃826

12.4 照明窗及观察窗玻璃827

12.3 保护光学零件表面的保护玻璃827

12.1 密封性保护玻璃827

12.2 抗压力保护玻璃827

12.5 导电加热的保护玻璃828

12.6 盖玻片829

13. 光束分割器829

13.1 中性分光元件829

13.2 分色元件830

15. 光栅831

15.1 光栅的形式831

14.1 透射式投影屏831

14.2 反射式投影屏831

14. 投影屏831

15.2 衍射光栅的性能834

15.3 衍射光栅的选择834

15.4 衍射光栅的制造836

15.5 计量光栅的应用837

16.2 循环码及其转换840

16. 光学码盘及编码器840

16.1 基本概念840

16.3 精码、粗码和校正码842

16.4 码盘的精度指标842

16.5 码盘参数的选择843

16.6 编码器844

参考文献845

第5章 光调制及偏转元件847

常用符号表847

1. 声光偏转器和声光调制器847

1.1 声光器件的原理和结构847

1.2 声光偏转器的指标849

1.3 声光调制器850

1.4 声光材料850

2.2 电光调制器851

2.1 电光效应851

2. 电光调制器和偏转器851

2.3 电光偏转器853

3. 法拉第效应及磁光调制器855

4. 振镜(检流计扫描器)856

4.1 振镜的工作原理856

4.2 振镜的计算公式与性能参数857

4.3 闭环控制858

5. 读出光学调制器(PROM)859

6. 交流液晶光阀860

参考文献862

第6章 光电探测器件和光电成象器件863

常用符号表863

1. 真空光电发射器件864

1.1 真空光电发射器件的基本参数864

1.3 真空光电发射器件的基本类型866

1.2 实用光电阴极866

2. 固体光敏器件870

2.1 固体光敏器件的基本参数871

2.2 固体光敏器件的基本类型871

3. 热敏器件873

3.1 热敏电阻型器件873

3.2 温差热偶(堆)型器件873

3.3 热释电型器件874

4. 象管874

4.1 象管的基本参数875

4.2 象管的电子光学系统876

4.3 象管的基本类型877

5. 电视摄象管878

5.1 电视摄象管的基本参数879

5.3 超正折摄象管和分流管880

5.2 电子？和偏转系统880

5.4 二次电子导电摄象管881

5.5 光电导摄象管881

5.6 硅电子倍增摄象管(SEM)882

5.7 固体摄象管器件882

5.8 微光电视摄象器件883

参考文献886

1.1 感光材料的分类表888

1.2 常用摄影材料的分类888

常用符号表888

1 感光材料的分类及应用范围888

第7章 摄影感光材料888

1.3 技术摄影材料的分类889

2. 银盐系统890

2.1 感光材料的构造890

2.2 感光材料的感光特性891

2.3 显影、定影及水洗893

2.4 银盐感光材料一览表894

3. 非银盐系统898

3.1 非银盐照相体系的分类898

3.2 几种主要非银盐感光材料及用途898

3.3 非银盐感光材料一览表901

附录904

1. 常用配方904

2. 常用彩色配方904

参考文献905

第6篇 光学系统设计907

第1章 象差自动平衡907

常用符号表907

1. 常用的几种价值函数907

1.1 引导型价值函数907

1.2 校正型价值函数909

2. 常用的几种最优化方法912

2.1 梯度法912

2.2 阻尼最小二乘法912

2.3 正交化法913

2.4 适应法913

3. 阻尼因子和权因子915

3.1 阻尼因子的选取方法915

3.2 权因子的选取方法916

4. 边界条件处理916

4.1 第一类边界条件处理916

4.2 第二类边界条件处理916

4.3 自动选玻璃方法917

参考文献917

1.1 几何描述918

1. 光学系统成象918

1.2 波动描述918

常用符号表918

第2章 象质评价918

1.3 透镜成象919

14. 定义920

2. 衍射能量分布和质量判据920

2.1 点象衍射能量分布920

2.2 点分辨能力判据922

2.3 斯特列尔判据922

2.4 瑞利四分之一波长定则924

2.5 最佳离焦924

3. 几何能量分布与几何象差926

3.1 点列图和几何象差方差926

3.2 波象差与几何象差927

3.3 几何特征928

4. 光学传递函数930

4.1 光学传递函数的定义和表示930

4.2 光学传递函数的计算931

4.3 几种特殊情况下的调制传递函数932

4.4 多色光学传递函数935

4.5 几何传递函数935

5. 象差公差936

5.1 几何象差公差936

5.2 斯特列尔判据公差936

5.3 低对比分辨能力判据公差937

参考文献937

1. 概述938

第3章 光学系统参数的公差计算938

常用符号表938

2. 参数公差计算原理939

2.1 参数灵敏度计算939

2.2 松居法计算公差939

2.3 松居法的改进940

3. 参数公差的调整和产品质量预测941

4.2 偏心误差初级象差理论942

4. 偏心公差计算942

4.1 透镜中心误差的定义和术语942

4.3 偏心公差的计算944

4.4 偏心公差的调整944

5. 棱镜公差944

5.1 棱面的面形误差944

5.2 反射棱镜的角度误差945

6. 局部误差946

参考文献947

第4章 望远系统设计948

常用符号表948

1. 望远系统的原理和性能948

1.1 设计的基本步骤948

1.2 光学性能的确定948

2. 伽利略望远系统和开普勒望远系统950

2.1 伽利略望远系统950

2.2 开普勒望远系统951

3. 内调焦望远系统953

3.1 内调焦望远镜满足准距条件的公式953

3.2 由三部分组成的内调焦望远镜物镜955

4. 反射式和折反射式望远系统957

4.1 反射式望远物镜957

4.2 折反射式望远物镜957

5. 透镜转象系统958

5.1 对转象系统的要求958

5.2 放大率βm=-1的双透镜组转象系统设计958

参考文献958

第5章 显微镜系统设计959

常用符号表959

1. 概述959

1.1 常用公式959

1.2 初级象差系数取值范围960

2. 消色差物镜设计961

1.3 显微物镜种类及对校正象差的要求961

3. 复消色差物镜设计964

4. 平场消色差物镜设计967

5. 半复消色差物镜、平场半复消色差物镜及平场复消色差物镜性能概述970

6. 长工作距离物镜设计971

6.1 折射式长工作距离物镜设计972

6.2 反射式及折射式长工作距离物镜设计975

7. 典型结构参数978

8. 显微镜聚光镜设计978

8.1 透射式明场聚光镜类型及设计概述978

8.2 透射式暗场聚光镜及设计概述998

8.3 反射式暗场聚光镜及设计概述1000

参考文献1001

1.2 目镜的象差及校正方式1002

1.1 观察目镜的特点和对于它的一般要求1002

1. 观察目镜设计1002

常用符号表1002

第6章 目镜设计1002

1.3 几种常用的目镜类型1003

1.4 目镜的设计方法1003

2. 摄影目镜 (或投影目镜)设计1009

2.1 摄影正目镜1009

2.2 摄影负目镜1009

3. 典型结构参数1009

参考文献1016

第7章 照相物镜设计1017

常用符号表1017

1. 照相物镜的基本性能参数和象差要求1017

1.1 照相物镜的基本性能参数1017

2.2 对称型的不晕物镜和消象散物镜1019

2.1 早期的简单风暴物镜1019

2. 照相物镜的结构演变和分类1019

1.2 照相物镜的象差要求1019

2.3 petzval物镜及其演变1021

2.4 三片物镜及其复杂化1021

2.5 双高斯物镜及其复杂化1022

2.6 远距物镜1024

2.7 反远距物镜1024

2.8 对称型广角和超广角物镜1025

2.9 变焦距物镜1026

2.10 折反射型物镜1026

3. Petzval物镜的设计1027

3.1 petzval物镜的设计方法1027

3.2 Petzval物镜的实例1029

4. 三片物镜的设计1037

4.1 三片物镜的设计方法1037

4.2 三片物镜的实例1042

5. 双高斯物镜的设计1051

5.1 对称型结构的象差特点及双高斯物镜的结构分析1051

5.2 双高斯物镜的复杂化1053

5.3 双高斯物镜的实例1056

6. 制版物镜的设计1070

6.1 制版物镜的基本性能和象差要求1070

6.2 用初级象差求解初始结构1070

6.3 象差平衡和厚透镜化1073

6.4 制版物镜的实例1074

7. 远距物镜的设计1078

7.1 远距物镜的设计方法1078

7.2 远距物镜的实例1080

8. 反远距物镜的设计1089

8.1 反远距物镜的高斯光学1089

8.2 反远距物镜前组的结构型式和象差分析1090

8.3 反远距物镜后组的结构型式和象差平衡1091

8.4 反远距物镜中鼓形透镜的应用1093

8.5 鱼眼物镜1095

8.6 反远距物镜的实例1096

9. 广角和超广角物镜的设计1108

9.1 Topogon 物镜1109

9.2 Pyccap 物镜1109

9.3 广角和超广角物镜的实例1110

10. 非球面在照相物镜中的应用1117

10.1 非球面在照相物镜中的应用1117

10.2 带有非球面的照相物镜的实例1117

参考文献1118

1. 概述1119

2. 变焦距光学系统的高斯光学1119

2.1 光学补偿高斯光学1119

常用符号表1119

第8章 变焦距光学系统设计1119

2.2 机械补偿高斯光学1129

3. 变焦距光学系统的初始解和象差平衡1143

3.1 变焦距光学系统的初始解1143

3.2 象差平衡1148

4. 变焦距光学系统结构与参数1149

4.1 16mm电影摄影变焦距物镜之一(正组补偿)1149

4.2 16mm电影摄影变焦距物镜之二(负组补偿)1151

4.3 内调焦双组联动电影摄影变焦距物镜1155

4.4 6×彩色电视摄影变焦距物镜1155

4.5 10×彩色电视摄影变焦距物镜1158

4.6 35mm放映变焦距物镜1160

4.7 变焦距望远物镜1161

4.8 具有虚焦面的正焦距变倍目镜1163

5. 调焦方法比较1163

6. 凸轮曲线计算1163

参考文献1166

常用符号表1167

1. 轴对称非球面1167

1.1 非球面方程式1167

1.2 实际光线的光路追踪1167

第9章 非球面光学系统设计1167

2. 非球面初级象差理论1168

3. 用单个非球面校正系统球差1168

3.1 单个非球面使无限远物点成理想象1168

3.2 用非球面校正系统原有球差1168

4. 用单个非球面校正系统象散1170

4.1 对于无限远物体、要求校正象散1170

4.2 用非球面校正原有象散1170

5. 具体实例1170

5.1 放大镜1170

5.2 打靶透镜1170

6. 非轴对称非球面1171

5.3 天文望远镜中的R-C系统的设计1171

5.4 菲涅耳透镜1171

6.1 柱面透镜1172

6.2 柱面望远镜1172

6.3 轮胎镜1172

参考文献1172

第10章 使用激光器的光学系统设计1173

常用符号表1173

1. fθ透镜1173

1.1 fθ透镜的特征及其主要性能1174

1.2 fθ透镜设计1174

2. 激光扩束望远镜的设计1175

2.1 概况1175

2.2 激光束的特点1175

2.3 激光扩束望远镜的设计特点及其应用1176

3.1 傅里叶变换透镜的性能指标1178

3. 傅里叶变换透镜1178

3.2 傅里叶变换透镜的设计特点1179

3.3 常见的傅里叶变换透镜1182

3.4 傅里叶变换透镜的设计方法1183

参考文献1183

第11章 光学零件技术条件1184

常用符号表1184

1. 光学制图1184

1.1 一般规定1185

1.2 光学系统图1187

1.3 光学胶合件图和光学零件图1187

2.3 对无色光学玻璃的要求1194

2.5 对晶体材料的要求1194

2.4 有色光学玻璃的质量指标及其选用原则1194

2.2 无色光学玻璃的质量指标分类和分级1194

2.1 无色光学玻璃1194

2. 材料1194

3. 对零件的加工要求1195

3.1 表面半径数值系列标准及选择1195

3.2 光学零件的面形误差1205

3.3 零件外径及配合公差的确定1206

3.5 零件厚度公差1207

3.4 透镜的中心最小厚度及边缘最小厚度的确定1207

3.6 光学零件的倒角1208

3.7 光学零件的中心偏差1208

3.8 角度公差1209

3.9 光学零件的表面疵病1209

3.10 光学分划零件的要求1212

3.11 表面镀膜要求1213

参考文献1217

索引1218