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计算机辅助光学设计--CODE V应用基础(普通高等院校光电类规划教材)

  • 定价: ¥68
  • ISBN:9787302566038
  • 开 本:16开 平装
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  • 折扣:
  • 出版社:清华大学
  • 页数:348页
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导语

  

内容提要

  

    CODE V是用于设计和分析光学系统的工具。本教材从基本几何光学原理出发,介绍了现代光学设计的主要基础理论,再结合CODE V能够辅助进行光学系统设计的原理进行阐述,最后详细阐述了CodeV用于光学系统设计的使用和操作等内容。
    本教材由浅入深、由原理到应用,使计算机辅助光学设计的原理通过Code V的教学融会贯通,适用于本科生专业基础课和实践课,同时也符合研究生专业学位课程的要求。

目录

第一篇  光学设计基础知识
  第1章  几何光学基本定律与成像概念
    1.1  几何光学的基本定律
      1.1.1  光波与光线
      1.1.2  几何光学的基本定律
      1.1.3  费马原理
      1.1.4  马吕斯定律
    1.2  成像的基本概念和完善成像条件
      1.2.1  光学系统与成像概念
      1.2.2  完善成像条件
      1.2.3  物、像的虚实
    1.3  光路计算与近轴光学系统
      1.3.1  基本概念与符号规则
      1.3.2  实际光线的光路计算
      1.3.3  近轴光线的光路计算
    1.4  球面光学成像系统
      1.4.1  单个折射面成像
      1.4.2  球面反射镜成像
      1.4.3  共轴球面系统
  第2章  理想光学系统
    2.1  理想光学系统与共线成像理论
    2.2  理想光学系统的基点与基面
    2.3  理想光学系统的物像关系
      2.3.1  理想光学系统的求像方法
      2.3.2  由多个光组组成的理想光学系统的成像
      2.3.3  理想光学系统两焦距之间的关系
    2.4  理想光学系统的放大率
      2.4.1  轴向放大率
      2.4.2  角放大率
      2.4.3  光学系统的节点
      2.4.4  用平行光管测定焦距的依据
    2.5  理想光学系统的组合
      2.5.1  两个光组组合分析
      2.5.2  多光组组合计算
    2.6  透镜
  第3章  平面与平面系统
    3.1  平面镜
      3.1.1  平面镜成像
      3.1.2  平面镜旋转
      3.1.3  双平面镜成像
    3.2  平行平板
      3.2.1  平行平板的成像特性
      3.2.2  平行平板的等效光学系统
    3.3  反射棱镜
      3.3.1  反射棱镜的类型
      3.3.2  棱镜系统的成像方向判断
      3.3.3  反射棱镜的等效作用与展开
    3.4  折射棱镜与光楔
      3.4.1  折射棱镜的偏向角
      3.4.2  光楔及其应用
      3.4.3  棱镜色散
    3.5  光学材料
      3.5.1  透射材料的光学特性
      3.5.2  反射材料的光学特性
  第4章  光学系统中的光阑与光束限制
    4.1  光阑
      4.1.1  孔径光阑
      4.1.2  视场光阑
    4.2  照相系统中的光阑
    4.3  望远镜系统中成像光束的选择
    4.4  显微镜系统中的光束限制与分析
      4.4.1  简单显微镜系统中的光束限制
      4.4.2  远心光路
      4.4.3  场镜的应用
    4.5  光学系统的景深
      4.5.1  光学系统的空间像
      4.5.2  光学系统景深的含义
    4.6  数码照相机镜头的景深
第二篇  光学系统设计与像质评价
  第5章  光学设计原理
    5.1  光学设计的发展概况
      5.1.1  光学设计概论
      5.1.2  光学设计的发展概况
    5.2  光学系统设计的具体过程和步骤
      5.2.1  光学系统设计的具体过程
      5.2.2  光学系统设计步骤
    5.3  光学仪器对光学系统性能与质量的要求
    5.4  高斯光学和理想成像
    5.5  初级像差及其独立性原理
    5.6  轴向球差与横向球差
    5.7  透镜的近似表示
      5.7.1  薄透镜与薄透镜系统
      5.7.2  真实透镜的近轴形式
    5.8  玻璃的特性
      5.8.1  折射率
      5.8.2  色散
      5.8.3  玻璃色散特性的量化
      5.8.4  玻璃图
      5.8.5  熔炼数据
      5.8.6  部分色散
  第6章  光路计算及像差理论
    6.1  概述
      6.1.1  基本概念
      6.1.2  像差计算的谱线选择
    6.2  光线的光路计算
      6.2.1  子午面内的光线光路计算
      6.2.2  沿轴外点主光线细光束的光路计算
    6.3  轴上点球差
      6.3.1  球差的定义和表示方法
      6.3.2  球差的校正
    6.4  正弦差和彗差
      6.4.1  正弦差
      6.4.2  彗差
    6.5  像散和场曲
      6.5.1  场曲与轴外球差
      6.5.2  像散
    6.6  畸变
    6.7  色差
      6.7.1  位置色差、色球差和二级光谱
      6.7.2  倍率色差
    6.8  波像差
  第7章  光学系统的像质评价与像差分析
    7.1  几何像差的曲线表示
      7.1.1  独立几何像差的曲线表示
      7.1.2  垂轴几何像差曲线(像差特征曲线)
    7.2  瑞利判断和中心点亮度
      7.2.1  瑞利判断
      7.2.2  中心点亮度
    7.3  分辨率
    7.4  点列图
    7.5  光学传递函数评价成像质量
      7.5.1  利用MTF曲线来评价成像质量
      7.5.2  利用MTF曲线的积分值来评价成像质量
    7.6  其他像质评价方法
      7.6.1  基于几何光学的方法
      7.6.2  基于衍射理论的方法
      7.6.3  其他需要评价的成像质量
    7.7  光学系统的像差公差
      7.7.1  望远物镜和显微物镜的像差公差
      7.7.2  望远目镜和显微目镜的像差公差
      7.7.3  照相物镜的像差公差
  第8章  典型光学系统
    8.1  眼睛
      8.1.1  眼睛的构造、标准眼和简约眼
      8.1.2  眼睛的调节和适应
      8.1.3  眼睛的分辨率和准精度
      8.1.4  眼睛的立体视觉
    8.2  放大镜
    8.3  显微镜与照明系统
      8.3.1  显微镜概述
      8.3.2  显微镜中的孔径光阑和视场光阑
      8.3.3  显微镜的景深
      8.3.4  显微镜的分辨率和有效放大率
      8.3.5  显微镜的物镜
      8.3.6  显微镜的目镜
      8.3.7  显微镜的照明系统
    8.4  望远镜系统
      8.4.1  望远镜系统的一般特性
      8.4.2  望远镜的主观亮度
      8.4.3  望远镜的光束限制
      8.4.4  望远镜系统的物镜
      8.4.5  望远镜的目镜
      8.4.6  正像望远镜中的转像系统和场镜
    8.5  摄影光学系统
      8.5.1  摄影物镜的性能参数
      8.5.2  摄影物镜中的光束限制
      8.5.3  摄影物镜的景深
      8.5.4  摄影物镜的几何焦深
      8.5.5  摄影物镜的分辨率
      8.5.6  摄影物镜
    8.6  放映系统
      8.6.1  透射放映时幕上的照度
      8.6.2  放映系统中的聚光镜
      8.6.3  放映物镜
第三篇  CODE V光学设计应用基础
  第9章  欢迎来到CODE V
    9.1  什么是CODE V
      9.1.1  强大的光学工具
      9.1.2  CODE V的典型功能
      9.1.3  知识产权问题
      9.1.4  有用的提示
    9.2  本书第三篇内容及其读者
      9.2.1  读者
      9.2.2  关于第三篇内容
      9.2.3  更多信息
      9.2.4  联机在线帮助和文档
    9.3  假设和术语
    9.4  CODE V界面
      9.4.1  简介
      9.4.2  关于命令和宏
    9.5  CODE V的结构
    9.6  其他操作
    9.7  设计开始之前的操作
  第10章  设计一个数码相机镜头
    10.1  边做边学
      10.1.1  一个简单的数码相机镜头
      10.1.2  设计规格
    10.2  新建镜头向导
      10.2.1  启动新建镜头
      10.2.2  专利数据库
      10.2.3  定义系统数据
    10.3  光学表面的操作
      10.3.1  镜头数据管理器电子表格
      10.3.2  更改并提交数据
      10.3.3  绘制镜头结构图
      10.3.4  光学面的操作:缩放镜头
      10.3.5  设置新标题并保存镜头结果
    10.4  像质分析
      10.4.1  快速光线像差曲线
      10.4.2  快速点列图
      10.4.3  畸变
      10.4.4  MTF(清晰度)
      10.4.5  渐晕/照度
      10.4.6  可行性分析
    10.5  总结
  第11章  CODE V优化设计
    11.1  关于优化
      11.1.1  目的
      11.1.2  方法
      11.1.3  默认值
      11.1.4  自动化设计过程
      11.1.5  局部优化和全局优化的对比
      11.1.6  并行处理支持
    11.2  策略
    11.3  变量
      11.3.1  定义变量
      11.3.2  使用LDM
      11.3.3  虚拟玻璃
    11.4  自动化设计设置
      11.4.1  通用约束
      11.4.2  误差函数定义和控制
      11.4.3  保存设置(选项设置)并运行自动化设计
    11.5  了解自动化设计的输出
      11.5.1  误差函数
      11.5.2  自动化设计的输出文本
      11.5.3  自动化设计过程中每次优化循环周期的输出
      11.5.4  约束成本
    11.6  分析结果和修改权重
    11.7  最终优化和注释
      11.7.1  关于真实玻璃
      11.7.2  有关景深
    11.8  塑料、专用目录和非球面
    11.9  全局优化和其他自动化设计功能
    11.10  约束:问题和解决方案
  第12章  CODE V的分析功能
    12.1  CODE V中的分析选项
      12.1.1  诊断分析
      12.1.2  几何分析
      12.1.3  衍射分析
      12.1.4  其他分析
      12.1.5  孔径在分析中的作用
    12.2  诊断分析
      12.2.1  近轴光线追迹
      12.2.2  真实光线追迹
      12.2.3  光线像差曲线
      12.2.4  光瞳图
      12.2.5  痕迹图
    12.3  几何分析
      12.3.1  点列图
      12.3.2  径向能量分析
    12.4  衍射分析
      12.4.1  MTF
      12.4.2  点扩展函数
      12.4.3  波前分析
      12.4.4  二维图像模拟
    12.5  分析宏
    12.6  多膜层设计
  第13章  CODE V公差分析
    13.1  墨菲定律
      13.1.1  可能出现误差的参数
      13.1.2  误差后果
      13.1.3  补偿
      13.1.4  统计问题
      13.1.5  失败的代价
    13.2  公差分析和TOR
      13.2.1  公差分析的目的
      13.2.2  TOR功能
      13.2.3  半自动误差预算
      13.2.4  交互式公差分析
      13.2.5  其他公差分析选项
    13.3  公差分析的分类
    13.4  LDM和TOR的公差分析
      13.4.1  全默认TOR运行
      13.4.2  设定公差
      13.4.3  TOR镜头准备
      13.4.4  TOR输入对话框
    13.5  理解TOR的输出
      13.5.1  灵敏度表格
      13.5.2  误差改进性能
      13.5.3  限制范围和舍入误差的影响
      13.5.4  概率分布、交叉项和统计
      13.5.5  补偿器范围
      13.5.6  公差输出表格
      13.5.7  性能摘要表格
    13.6  其他公差分析功能
  第14章  反射系统
    14.1  CODE V的反射系统
      14.1.1  概述
      14.1.2  符号法则
      14.1.3  双通表面与系统
    14.2  反射系统数据
    14.3  孔径问题
      14.3.1  CODE V中的孔径类型
      14.3.2  虚拟表面
      14.3.3  输入挡光
  第15章  非球面光学系统
    15.1  非球面表面类型
      15.1.1  概述
      15.1.2  旋转对称表面
      15.1.3  非旋转对称表面
    15.2  非球面示例
      15.2.1  平场施密特镜头
      15.2.2  遮挡光的注意事项
    15.3  圆锥表面
      15.3.1  椭圆
      15.3.2  双曲线
      15.3.3  抛物线
    15.4  输入椭圆
    15.5  多项式非球面
      15.5.1  菲涅尔表面
      15.5.2  非球面输入
    15.6  非球面单片式镜头示例
    15.7  衍射表面
      15.7.1  衍射光学
      15.7.2  色差校正型红外线透镜
    15.8  光线网格
  第16章  偏心系统
    16.1  折叠反射镜示例
      16.1.1  佩兹伐镜头折叠反射镜
      16.1.2  偏心数据输入
    16.2  偏心系统的基本概念
      16.2.1  术语和坐标断点
      16.2.2  操作顺序
    16.3  偏心表面类型
      16.3.1  基本偏心
      16.3.2  偏心和回归
      16.3.3  偏心和弯曲
      16.3.4  反向偏心
      16.3.5  回归表面
      16.3.6  偏心参数名称
    16.4  倾斜平板
      16.4.1  使用基本偏心
      16.4.2  使用反向偏心
      16.4.3  波长的影响
    16.5  折叠反射镜与扫描反射镜
      16.5.1  基本偏心
      16.5.2  偏心与弯曲
      16.5.3  偏心与回归
    16.6  棱镜宏
  第17章  变焦系统
    17.1  变焦功能
      17.1.1  电影变焦镜头
      17.1.2  变焦检查电子表格
    17.2  扫描系统示例
      17.2.1  从双胶合透镜开始
      17.2.2  添加扫描反射镜
      17.2.3  扫描角度的变焦
      17.2.4  在镜头图中覆盖变焦位置
    17.3  选项中的变焦特性
      17.3.1  变焦计算控件
      17.3.2  设置/命令的变焦值
      17.3.3  自动化设计和变焦系统
    17.4  多光谱系统
  第18章  技术讨论: 实用背景知识
    18.1  坐标系与规范
      18.1.1  坐标系
      18.1.2  一些重要的规定
    18.2  系统数据详细信息
      18.2.1  光瞳
      18.2.2  波长
      18.2.3  视场/渐晕
      18.2.4  系统解
      18.2.5  系统设置
      18.2.6  高级设置
    18.3  波长和光谱权重
      18.3.1  波长权重
      18.3.2  创建光谱曲线和配置
    18.4  渐晕、参考光线、光瞳和孔径
      18.4.1  渐晕含义
      18.4.2  参考光线
      18.4.3  参考光线和渐晕系数
      18.4.4  光瞳像差
      18.4.5  实际情况下的渐晕
      18.4.6  渐晕系数
      18.4.7  渐晕系数和孔径
      18.4.8  SET命令
      18.4.9  如何使用渐晕和光圈
    18.5  求解
      18.5.1  近轴像求解
      18.5.2  曲率求解
      18.5.3  总长度求解
      18.5.4  缩小率求解
    18.6  无焦系统
      18.6.1  概念
      18.6.2  无焦系统建模
    18.7  光瞳抽样和高斯光束
      18.7.1  高斯抽样
      18.7.2  INT文件抽样
      18.7.3  高斯光束
    18.8  偏振、涂层和其他功能
      18.8.1  偏振光线追迹
      18.8.2  输入状态
      18.8.3  涂层、偏振控制器和双折射材料
      18.8.4  分析
      18.8.5  其余部分
  参考文献