光学仪器设计手册 上 光学设计与光学测量PDF电子书下载

第一篇 光学设计 9

第一章 几何光学成象 9

第一节 正负号规定 9

第二节 光学成象基本原理 9

第三节 近轴光学基本公式 10

一、单个折射球面的公式 10

二、一般共轴球面系统的公式 11

三、放大率公式 11

四、光学系统的组合 12

第四节 光学系统中光束的限制 13

一、光栏 13

二、渐晕 13

三、焦深 15

四、景深 15

五、远心光路 17

第二章 光的波动性及其应用 18

第一节 光的干涉 18

一、光的干涉 18

二、光波干涉的应用 19

第二节 光的衍射 22

一、光的衍射 22

二、光学仪器的鉴别率 23

第三节 光的偏振 27

一、光的偏振 27

二、偏振光的应用 29

第三章 目标和接收器 31

第一节 目标 31

一、目标的光能量公式 31

二、光源 33

三、物体 35

第二节 接收器 36

一、眼睛 36

二、光电接收器件 40

三、感光胶片 43

第四章 光学系统象差计算 47

第一节 光线光路计算 47

一、近轴光线光路计算 47

二、三角法实际光线光路计算 48

三、矢量法空间光线光路计算 49

四、细光束焦点计算 52

五、轴对称非球面光线光路计算 53

第二节 象差计算和象差曲线 59

一、象差计算公式 59

二、象差曲线 61

第三节 初级象差计算 63

一、初级象差系数与初级象差的关系 64

二、初级象差系数 64

第四节 实际象差分布公式 67

第五节 几何象差和波象差的关系 68

第六节 象差公差 68

一、望远系统及显微系统的象差公差 68

二、照相物镜的象差公差 69

第五章 光学系统结构单元 70

第一节 反射镜 70

一、平面反射镜 70

二、平面反射镜系 71

三、球面反射镜 71

第二节 反射棱镜 72

一、基本定义 72

二、反射棱镜的分类及符号 73

三、反射棱镜的视场角 74

四、反射棱镜的外形尺寸计算 75

五、反射棱镜两面角的计算 76

六、反射棱镜的初级象差 77

七、反射棱镜的误差 78

八、反射棱镜表 83

九、反射棱镜应用实例 92

第三节 折射棱镜 96

一、折射棱镜的性质和作用 96

二、消色差折射棱镜和直视棱镜的设计 96

三、折射棱镜的放大率 96

第四节 光楔和补偿器 96

一、使用在平行光路中的补偿器 97

二、使用在会聚光路中的补偿器 97

三、使用在焦面上的旋转光楔 98

第五节 透镜 99

一、单薄透镜 99

二、双胶合薄透镜 100

三、无光焦度双胶合薄透镜 102

四、无光焦度等折射率双薄透镜 103

五、两组定焦距薄透镜 103

六、厚透镜 104

表5-18 单薄透镜参数表 106

表5-19 双胶合薄透镜P0表 108

表5-20 双胶合薄透镜参数表 115

表5-21 无光焦度双胶合薄透镜参数表 185

表5-22 厚透镜表 186

第六节 非球面 188

一、概述 188

二、非球面初级象差理论 189

三、非球面反射镜 190

四、非球面透镜 191

第七节 滤光镜 192

一、有色玻璃滤光镜 192

二、金属干涉滤光镜 196

三、薄膜式中性滤光镜 196

四、乳白玻璃的中性滤光镜 197

五、毛玻璃的滤中镜 197

六、偏振滤光镜 197

七、滤光镜的其他要求 198

第八节 场镜和分划板 199

一、场镜 199

二、分划板 199

第九节 保护玻璃 202

一、密封性保护玻璃 202

二、抗应力保护玻璃 203

三、导电加热的保护玻璃 203

四、保护光学零件表面的保护玻璃 205

五、照明窗及观察窗玻璃 205

第六章 典型光组设计方法 206

第一节 望远物镜设计 206

一、双胶物镜设计 206

二、三片式望远物镜设计 207

三、简单的折反射物镜设计 208

第二节 显微物镜设计 211

一、中倍(李斯特)显微物镜设计 212

二、高倍显微物镜设计 215

三、远心物镜设计 215

第三节 目镜设计 217

一、目镜设计特点及常用目镜类型 217

二、对称目镜设计之一(求解法) 219

三、对称目镜设计之二(查表法) 220

四、艾尔弗目镜设计 225

第四节 照相物镜设计 226

一、照相物镜设计特点及常用类型 226

二、三片照相物镜设计 228

三、双高斯照相物镜设计 230

第七章 典型光学系统结构 233

第一节 双胶望远物镜 233

第二节 目镜 282

第三节 照相和投影制版物镜 304

第四节 显微物镜 319

第八章 望远系统设计 327

第一节 设计的基本步骤 327

第二节 光学性能及其公差的确定 327

第三节 望远系统设计举例 331

一、对光学性能的要求 331

二、方案选择和外形尺寸计算 331

三、象差设计 333

第四节 透镜转象系统设计 337

一、对转象系统的要求 337

二、放大率β？=-1的双透镜组转象系统设计 337

三、任意放大率的转象系统设计 338

四、放大率可变的转象系统设计 339

第九章 光学零件技术要求 341

第一节 光学制图 341

一、总则 341

二、光学系统图 341

三、光学胶合件图与零件图 343

四、光学胶合件图 345

五、光学零件图 345

六、玻璃制件图纸 355

第二节 对光学玻璃的要求 355

第三节 光学零件的技术要求 356

一、光学零件表面半径数值系列 356

二、光学零件的外径 371

三、光学零件的中心厚度及边缘最小厚度 371

四、透镜有关公差 372

五、光学零件的倒边 373

六、透镜中心偏差 374

七、角度公差 374

八、光学零件的气泡度要求 375

九、光学零件的表面光洁度 379

十、光学零件的表面误差 382

十一、光学零件的表面镀膜 385

十二、光学零件的胶合 405

十三、光学零件外圆涂漆 406

十四、光学零件的鉴别率 406

十五、分划板有关技术条件 406

第四节 光学零件矢高和重量计算 408

第十章 光学材料 409

第一节 无色光学玻璃 409

一、无色光学玻璃的分类和牌号 409

二、无色光学玻璃的质量指标 409

三、无色光学玻璃的理化性能 417

四、无色光学玻璃牌号及性能对照表 421

第二节 耐辐射光学玻璃 440

一、牌号、类别和级别 440

二、耐辐射光学玻璃的质量指标 441

三、国内外耐辐射光学玻璃对照表 443

第三节 有色光学玻璃 444

一、有色光学玻璃分类、分级和牌号 444

二、有色光学玻璃的质量指标 453

三、有色光学玻璃的理化性能 455

四、国内外有色光学玻璃牌号对照表 488

第四节 晶体材料 490

一、晶体的理化性能 490

二、晶体的特性曲线和光学常数 491

第五节 其他光学材料 507

一、窗用平板玻璃(JG40-62) 507

二、TQ1透气玻璃(WJ278-65) 508

三、有机玻璃 509

四、赛璐璐 511

五、石英光学玻璃 512

六、常用液体的折射率 514

第二篇 光学测量 515

第十一章 基本测量工具 515

第一节 平行光管 515

表11-1 平行光管各种结构型式 515

表11-2 平行光管各种物镜型式 516

第二节 自准直望远镜 517

表11-3 三种自准直望远镜比较 518

第三节 测微目镜 518

一、丝杠式测微目镜 519

二、楔块移动式测微目镜 520

三、光楔移动式测微目镜 521

四、 阿基米德螺旋线式测微目镜 522

五、平板玻璃摆动式测微目镜 523

六、补偿透镜式测微目镜 524

第四节 常用基本工具 525

一、方管前置镜 525

二、五角棱镜 526

三、平面反射镜 526

四、水准器 526

五、铅垂线 527

第五节 光具座 527

第十二章 光学基本量的测量 529

第一节 玻璃折射率的测量 529

一、全反射法 529

二、V形棱镜法 531

三、最小偏向角法 532

四、自准直法 534

表12-1 五种测量折射率方法比较 534

第二节 球面曲率半径的测量 535

一、环形球径仪测量曲率半径 535

二、自准直法测量曲率半径 536

三、刀口仪测量曲率半径 537

表12-2 四种测量曲率半径的仪器比较 538

第三节 焦距和截距的测量 538

一、根据公式xx′=ff′测量 539

二、根据公式f′=β·x=？测量 539

三、根据公式f′=？测量 542

四、选配成对物镜的方法 544

五、负透镜焦距的测量 544

六、特长焦距的测量 545

表12-3 八种测量焦距方法比较 546

第四节 棱镜角度的测量 546

一、测角仪测量棱镜角度 546

二、自准直望远镜测量角度误差和平行差 548

三、激光平面干涉仪检验屋脊棱镜双象差 553

第五节 旋转非球面的测量 554

一、用样板测量 554

二、用机械法测量 555

三、在投影仪上测量 556

四、用液面法测量 556

五、用近似球面测量 557

六、用反射成象测量二次非球面 557

七、用法线象差测量 559

八、用测量带球差的方法检验 560

九、用象差补偿的方法测量 560

十、用浸液法测量二次非球面 560

第十三章 望远系统光学性能测量 562

第一节 视度 562

一、用普通视度筒测量 562

二、用大量程视度筒测量 563

三、用半透镜视度筒测量 563

第二节 视差 564

一、视度测量法 565

二、摆头法 566

三、平行光管视差的测量 566

第三节 出射光瞳的形状、直径、距离和眼点距离 568

第四节 放大率 570

一、用两个平行光管测量 570

二、用一个平行光管和一个前置镜测量 570

三、用一个标准光栏和一个倍率计测量 571

第五节 视场 571

一、用广角平行光管测量 571

二、其他测量方法 571

第六节 象倾斜和分划倾斜 572

一、分划倾斜的测量 572

二、象倾斜的测量 572

三、相对倾斜的测量 572

四、目镜光轴不水平时的测量 573

第七节 透光率 573

第八节 双眼观察系统的特殊性能 575

一、光轴平行性 575

二、放大率差 577

三、相对象倾斜 577

第十四章 照相物镜测量 578

第一节 相对孔径的测量 578

第二节 透光率的测量 578

第三节 漫射系统的测量 578

第四节 象面照度均匀性的测量 579

第十五章 评定光学系统象质的几种方法 580

第一节 鉴别率板 580

表15-1 鉴别率图案换算表(WT1005-62) 581

表15-3 各种鉴别率图案 583

第二节 鉴别率的测量 585

一、照相物镜鉴别率的测量 585

二、望远系统鉴别率的测量 588

第三节 星点法 589

一、轴上点衍射象 591

二、轴外点衍射象 594

第四节 阴影法 596

附录 光学系统设计常用名词符号 603