工程光學設計

第1部分 光學設計基礎
第1章 光學設計概述
1.1 現(xiàn)代光學儀器對光學系統(tǒng)設計的要求
1.1.1 儀器對光學系統(tǒng)性能與質(zhì)量的要求
1.1.2 光學系統(tǒng)對使用要求的滿足程度
1.1.3 光學系統(tǒng)設計的經(jīng)濟性
1.2 光學系統(tǒng)設計概述
1.2.1 光學系統(tǒng)設計的一般過程和步驟
1.2.2 光學系統(tǒng)總體設計
1.2.3 光學系統(tǒng)的具體設計
第2章 初級像差理論、像差校正與像質(zhì)評價
2.1 概述
2.2 幾何像差
2.2.1 球差（spherical aberration）
2.2.2 彗差（coma;comatic aberration）
2.2.3 像散與像場彎曲
2.2.4 畸變（distortion）
2.2.5 色差（chromatic aberration）
2.3 薄透鏡的初級像差理論
2.3.1 薄透鏡的初級像差普遍公式
2.3.2 由薄透鏡初級像差普遍公式引出的重要結(jié)論
2.3.3 規(guī)化條件下的雙膠合透鏡組的色差
2.4 反射光學系統(tǒng)和平面光學系統(tǒng)的像差理論
2.4.1 平面反射鏡像差
2.4.2 球面反射鏡的像差
2.4.3 棱鏡或平面平行板的像差
2.4.4 場鏡的像差
2.5 厚透鏡初級像差
2.5.1 厚透鏡焦距的求法
2.5.2 利用彎月形厚透鏡消場曲SIV
2.5.3 分析消場曲的彎月形厚透鏡的其余像差SI、SII、SIII、S1C
2.5.4 遠雙分離正負薄透鏡組消場曲
2.5.5 用同心不暈彎月厚透鏡消除球差、彗差及場曲
2.5.6 用彎月型厚透鏡消除軸上點色差
2.5.7 鼓形透鏡（雙凸厚透鏡）
2.6 全對稱光學部件的像差
2.7 像差校正和平衡方法
2.7.1 引言
2.7.2 像差校正方法
2.7.3 像差校正的一些設計技巧
2.8 像差容限與像質(zhì)評價
2.8.1 概述
2.8.2 經(jīng)典光學系統(tǒng)的像差容限
2.9 應用光學傳遞函數(shù)校正像差和評價像質(zhì)
2.9.1 光學傳遞函數(shù)概述
2.9.2 光學傳函理論實質(zhì)、基本出發(fā)點和物理意義
2.9.3 用光學傳函評價光學系統(tǒng)像質(zhì)
第2部分 光學部件與系統(tǒng)設計
第3章 代數(shù)法求解光學部件初始結(jié)構(gòu)
3.1 概述
3.2 單片薄透鏡初始結(jié)構(gòu)設計計算
3.3 雙膠薄透鏡初始結(jié)構(gòu)的設計計算
3.3.1 雙膠薄透鏡物在無限遠時的P∞、W∞與結(jié)構(gòu)參數(shù)的關系
3.3.2 對P∞、W∞基本關系的分析
3.4 兩組雙膠物鏡初始結(jié)構(gòu)設計
3.4.1 選型
3.4.2 方案選擇
3.5 小氣隙雙分透鏡
3.5.1 雙膠合組變小氣隙雙分透鏡的目的
3.5.2 小氣隙雙分透鏡能減小高級球差
3.6 齊明彎月透鏡結(jié)構(gòu)參數(shù)求解
3.6.1 顯微物鏡齊明彎月前組
3.6.2 聚透鏡第一片齊明透鏡
3.6.3 設計實例
第4章 典型光學部件設計
4.1 望遠物鏡設計
4.1.1 望遠物鏡光學特性與結(jié)構(gòu)類型
4.1.2 雙膠合、雙分離物鏡設計
4.1.3 攝遠物鏡設計
4.2 顯微物鏡設計
4.2.1 顯微物鏡概述
4.2.2 顯微物鏡的光學特性
4.2.3 顯微物鏡結(jié)構(gòu)基本類型
4.2.4 顯微物鏡設計時應校正的像差
4.2.5 消色差顯微物鏡設計
4.2.6 長工作距離平場物鏡設計
4.3 目鏡設計
4.3.1 目鏡光學特性與結(jié)構(gòu)類型
4.3.2 目鏡設計要點
4.3.3 普通目鏡設計
4.3.4 借助價格工程（VE）優(yōu)化廣角目鏡設計
4.3.5 顯微攝影光學系統(tǒng)及攝影目鏡設計
4.3.6 顯微電視CCD攝錄接口的設計
4.4 照相物鏡設計
4.4.1 照相物鏡的光學特性和結(jié)構(gòu)形式
4.4.2 照相物鏡設計的一般方法
4.4.3 照相機標準鏡頭設計
4.4.4 新型三片式照相物鏡設計
4.5 投影物鏡設計
4.5.1 投影物鏡光學特性
4.5.2 結(jié)構(gòu)形式與對像質(zhì)的要求
4.5.3 電影投影物鏡設計
第5章 典型光學系統(tǒng)設計
5.1 概述
5.2 普通生物顯微鏡成像光學系統(tǒng)設計
5.2.1 顯微鏡成像簡述
5.2.2 顯微光學系統(tǒng)的設計方法和要求
5.2.3 顯微光學系統(tǒng)設計的標準化
5.2.4 顯微光學系統(tǒng)設計要點
5.2.5 設計實例
5.3 無限遠像距光學系統(tǒng)設計
5.3.1 概述
5.3.2 無限遠像距光學系統(tǒng)設計要點
5.3.3 設計實例
5.4 照明光學系統(tǒng)設計
5.4.1 概述
5.4.2 照明系統(tǒng)及其分類
5.4.3 照明系統(tǒng)外形尺寸計算
5.4.4 聚光鏡光學設計
5.4.5 照明系統(tǒng)設計中的幾個問題
5.5 特殊照明系統(tǒng)設計
5.5.1 光導纖維落射內(nèi)照明系統(tǒng)設計
5.5.2 不散瞳廣角眼底觀測儀照明系統(tǒng)設計
第6章 變焦距（變倍）光學系統(tǒng)設計
6.1 變焦距（變倍）光學系統(tǒng)原理
6.2 變焦距物鏡
6.3 連續(xù)變倍顯微光學系統(tǒng)設計
6.3.1 連續(xù)變倍顯微光學系統(tǒng)的類型
6.3.2 典型的連續(xù)變倍顯微鏡
6.3.3 變倍目鏡設計
6.3.4 設計實例
第3部分 現(xiàn)代光學系統(tǒng)設計
第7章 激光光學系統(tǒng)設計
7.1 激光光學系統(tǒng)設計基礎
7.1.1 概述
7.1.2 設計基礎知識
7.1.3 激光光學系統(tǒng)的外形尺寸計算
7.1.4 通光孔徑的選擇
7.1.5 聚焦高斯光束的焦點位移
7.1.6 設計注意事項
7.2 高斯光束會聚系統(tǒng)設計
7.2.1 激光聚光光學系統(tǒng)設計思想與實例
7.2.2 李斯特顯微物鏡激光會聚系統(tǒng)
7.3 高斯光束準直擴束系統(tǒng)設計
7.3.1 激光準直擴束系統(tǒng)設計
7.3.2 半導體激光器準直系統(tǒng)設計
第8章 光纖光學系統(tǒng)設計
8.1 半導體激光器與光纖直接耦合設計
8.1.1 概述
8.1.2 直接耦合光纖端面結(jié)構(gòu)形式及其效率
8.1.3 尖錐端光纖耦合理論模型
8.2 微光學元件擴束耦合系統(tǒng)設計
8.3 光纖-透鏡耦合激光會聚系統(tǒng)設計
8.4 光天線-光纖耦合系統(tǒng)設計
8.4.1 自由空間光通信接收系統(tǒng)前端概述
8.4.2 對光天線設計的要求與設計理念
8.4.3 光天線設計
8.4.4 設計實例
第4部分 光學設計實務
第9章 光學設計CAD軟件應用基礎
9.1 國內(nèi)外光學設計CAD軟件概述
9.1.1 光學設計CAD軟件的發(fā)展歷史
9.1.2 有代表性的中外光學設計CAD軟件簡介
9.2 OSLO軟件簡介
9.2.1 OSLO的特點
9.2.2 OSLO的3種版本
9.3 OSLO LT 54 基本概念
9.4 OSLO用戶界面
9.4.1 主視窗（Main Window）
9.4.2 文件管理（file management）
9.4.3 編輯表（spreadsheets）
9.4.4 各廠商的透鏡產(chǎn)品目錄資料庫（catalog lens database）
9.4.5 對話框（Dialog boxes）
9.4.6 圖形視窗（Graphic window）
9.4.7 命令輸入（command input）
9.4.8 文字編輯器（Text editor）
9.4.9 幫助視窗（Help Window）
9.4.10 打印輸出（Hard copy output）
9.4.11 剪切板支持
9.5 OSLO LT 54基本操作要點
9.5.1 概述
9.5.2 新建鏡頭
9.5.3 調(diào)用鏡頭
9.5.4 優(yōu)化
9.6 OSLO LT54應用實例
9.6.1 雙高斯型照像物鏡設計
9.6.2 25×消色差顯微物鏡設計
9.6.3 15×廣角目鏡設計
第10章 光學零件與光學制圖
10.1 光學材料
10.1.1 光學材料簡介
10.1.2 光學玻璃
10.1.3 激光技術(shù)用的光學材料
10.1.4 紅外、紫外光學材料
10.1.5 光學薄膜
10.1.6 光學塑料
10.2 光學制圖（GB13323－標準的主要內(nèi)容
10.2.1 一般規(guī)定
10.2.2 圖樣要求
10.3 對光學零件材料的要求
10.4 對光學零件的加工要求
10.4.1 光學零件的表面誤差
10.4.2 光學零件外徑及配合公差的給定
10.4.3 光學零件的中心厚度及邊緣最小厚度
10.4.4 光學零件的厚度公差
10.4.5 光學零件的倒角（GB1204－
10.4.6 透鏡中心誤差（GB7242－
10.4.7 光楔
10.4.8 光學零件鍍膜分類、符號及標注（JB/T 6179－92）
附錄A 無色光學玻璃（GB 903-87）
附錄B 中、德玻璃牌號對照表
附錄C 單薄透鏡參數(shù)表
附錄D 冕牌透鏡在前的玻璃組合
附錄E 火石透鏡在前的玻璃組合
附錄F 雙膠合透鏡P0，Q0表
參考文獻