应用型高等学院校“十三五”规划教材 ZEMAX光学系统设计实训教程PDF电子书下载

第1部分 光学系统设计预备知识 3

第1章 光学系统设计简介 3

1.1 概述 3

1.2 仪器对光学系统的设计要求 4

1.3 光学系统设计的过程与步骤 5

1.3.1 光学系统设计的具体过程 5

1.3.2 光学系统设计的步骤 6

思考题 7

第2章 光学系统的几何像差 8

2.1 概述 8

2.2 球差 8

2.2.1 球差的定义及表示方法 8

2.2.2 球差的校正 10

2.2.3 ZEMAX中球差的描述 12

2.2.4 小结 15

2.3 彗差 16

2.3.1 彗差的定义及表示方法 16

2.3.2 彗差的校正 18

2.3.3 ZEMAX中彗差的描述 20

2.3.4 小结 22

2.4 细光束像散 23

2.4.1 像散的定义及表示方法 23

2.4.2 像散的校正 25

2.4.3 ZEMAX中像散的描述 25

2.4.4 小结 29

2.5 细光束场曲 31

2.5.1 场曲的定义及表示方法 31

2.5.2 场曲的校正 32

2.5.3 ZEMAX中场曲的描述 34

2.5.4 小结 37

2.6 畸变 37

2.6.1 畸变的定义及表示方法 37

2.6.2 畸变的校正 38

2.6.3 ZEMAX中畸变的描述 38

2.6.4 小结 42

2.7 色差 42

2.7.1 位置色差的定义及表示方法 43

2.7.2 位置色差的校正 44

2.7.3 倍率色差的定义及表示方法 45

2.7.4 倍率色差的校正 46

2.7.5 ZEMAX中色差的描述 47

2.7.6 小结 49

2.8 像差校正技巧小结 50

思考题 51

第3章 光学系统的像质评价及像差公差 52

3.1 概述 52

3.2 分辨率 53

3.3 点列图 54

3.4 光学传递函数 55

3.5 相对畸变 57

3.6 点扩散函数 58

3.7 包围圆能量曲线 60

3.8 光线追迹曲线 61

3.8.1 子午垂轴像差曲线 62

3.8.2 弧矢垂轴像差曲线 63

3.9 光程差 63

3.10 光学系统的像差公差 64

3.10.1 望远物镜和显微物镜的像差公差 65

3.10.2 望远目镜和显微目镜的像差公差 66

3.10.3 照相物镜的像差公差 66

思考题 68

第4章 基于ZEMAX软件的光学系统自动设计 69

4.1 概述 69

4.2 ZEMAX优化方法介绍 70

4.3 ZEMAX评价函数的使用 74

4.3.1 评价函数的定义 74

4.3.2 ZEMAX中默认评价函数的使用 75

4.4 ZEMAX优化设计要点 81

思考题 84

第2部分 基于ZEMAX的光学系统设计实训 87

第5章 ZEMAX操作训练 87

5.1 ZEMAX简介及基本界面介绍 87

5.1.1 引言 87

5.1.2 ZEMAX的基本界面介绍 87

5.2 实训项目1 93

5.3 实训项目2 102

思考题 105

第6章 望远物镜设计训练 107

6.1 望远物镜设计的特点 107

6.2 折射式望远物镜的设计 109

6.3 实训项目3 111

6.4 反射式望远物镜的设计 125

6.5 实训项目4 127

6.6 折反射式望远物镜的设计 135

6.7 实训项目5 136

思考题 141

第7章 显微物镜设计训练 143

7.1 显微物镜设计的特点 143

7.1.1 显微物镜的光学特性 144

7.1.2 显微物镜设计中应校正的像差 146

7.2 显微物镜的类型 147

7.2.1 消色差物镜 147

7.2.2 复消色差物镜 149

7.2.3 平像场物镜 149

7.3 实训项目6 150

7.4 实训项目7 159

思考题 164

第8章 目镜设计训练 166

8.1 目镜设计的特点 166

8.1.1 目镜光学特性的特点 166

8.1.2 目镜的像差和像差校正的特点 167

8.2 目镜的类型 168

8.3 实训项目8 172

8.4 实训项目9 181

思考题 190

第9章 照相物镜设计训练 192

9.1 照相物镜的发展及其基本结构 192

9.2 照相物镜的光学特性及设计特点 197

9.2.1 照相物镜的光学特性 197

9.1.2 照相物镜的设计特点 200

9.3 实训项目10 201

9.4 实训项目11 211

9.5 实训项目12 220

思考题 228

第3部分 光学系统设计知识拓展 231

第10章 现代光学系统设计 231

10.1 光学材料简介 231

10.1.1 光学器件常用材料 231

10.1.2 光学透镜常用材料 234

10.2 红外光学系统设计简介 236

10.2.1 概述 236

10.2.2 中红外（3.2～4.2μm）物镜的设计 237

10.3 紫外光学系统设计简介 240

10.3.1 概述 240

10.3.2 紫外光学系统的设计 241

10.4 激光扫描光学系统设计简介 243

10.4.1 概述 243

10.4.2 激光物镜前扫描系统的设计 245

10.5 太赫兹光学系统设计简介 251

10.5.1 概述 251

10.5.2 太赫兹摄影光学系统的设计 253

10.6 光学系统设计的经验法及提示 256

思考题 257

第4部分 附录及参考文献 261

附录A 实训报告及课程设计报告指南 261

附录B ZEMAX操作数手册 262

附录C 双胶合透镜的P0表 266

附录D 双胶合透镜参数表 268

附录E 单透镜参数表 270

参考文献 271