现代光学工程 原著第4版PDF电子书下载

第1章 光学基础知识 1

1.1 电磁光谱 1

1.2 光波的传播 2

1.3 Snell折射定律 4

1.4 简单透镜和棱镜对波前的作用 6

1.5 干涉和衍射 8

1.6 光电效应 12

练习 13

参考文献 14

第2章 高斯光学：基点 15

2.1 概述 15

2.2 光学系统的基点 16

2.3 像的位置和大小 17

2.4 成像公式汇总 22

2.5 不在空气中的光学系统 23

练习 23

参考文献 25

第3章 近轴光学和计算 26

3.1 光线在一个表面上的折射 26

3.2 近轴区域 28

3.3 通过几个表面的近轴光线追迹 29

3.4 焦点和主点的计算 33

3.5 “薄透镜” 36

3.6 反射镜 37

练习 39

参考文献 40

第4章 光学系统方面的考虑 41

4.1 分离透镜系统 41

4.2 光学不变量 45

4.3 矩阵光学 49

4.4 y-ybar图 50

4.5 Scheimpflug条件 51

4.6 符号规则总结 52

练习 53

参考文献 54

第5章 初级像差 55

5.1 概述 55

5.2 像差多项式和赛德像差 55

5.3 色差 64

5.4 透镜形状和光阑位置对像差的影响 66

5.5 像差随孔径和视场的变化 69

5.6 光程差（波前像差） 70

5.7 像差校正和剩余像差 71

5.8 光线交点曲线和像差的“级” 74

5.9 纵向像差、横向像差、波前像差（OPD）和角像差之间的关系 78

练习 80

参考文献 82

第6章 三级像差理论和计算 83

6.1 概述 83

6.2 近轴光线追迹 84

6.3 三级像差：表面贡献量 86

6.4 三级像差：薄透镜，光阑移动公式 89

6.5 计算实例 93

参考文献 97

第7章 棱镜和反射镜系统 98

7.1 概述 98

7.2 色散棱镜 98

7.3 “薄”棱镜 99

7.4 最小偏折量 100

7.5 消色差棱镜和直视棱镜 101

7.6 全内反射 102

7.7 一个平面的反射 103

7.8 平面平行板 105

7.9 直角棱镜 108

7.10 屋脊棱镜 110

7.11 正像棱镜系统 112

7.12 倒像棱镜 116

7.13 五（角）棱镜 117

7.14 菱形棱镜和分束镜 117

7.15 平面反射镜 119

7.16 棱镜和反射镜系统的设计 120

7.17 制造误差分析 124

参考文献 124

第8章 人眼特性 125

8.1 概述 125

8.2 眼睛的构造 126

8.3 眼睛的特性 127

8.4 眼睛的缺陷 134

实验 137

练习 138

参考文献 139

第9章 光阑，孔径，光瞳和衍射 140

9.1 概述 140

9.2 孔径光阑和光瞳 141

9.3 视场光阑 141

9.4 渐晕 142

9.5 消杂散光光阑、冷光阑和挡光板 143

9.6 远心光阑 146

9.7 孔径和像的照度——f数和余弦四次方定律 147

9.8 焦深 149

9.9 孔径的衍射效应 150

9.10 学系统的分辨率 154

9.11 高斯（激光）光束的衍射 156

9.12 傅里叶变换透镜和空间滤波 160

练习 160

参考文献 163

第10章 光学材料 165

10.1 反射、吸收和色散 165

10.2 光学玻璃 170

10.3 特种玻璃 175

10.4 晶体材料 177

10.5 光学塑料 179

10.6 吸收滤光片 181

10.7 散射材料和投影屏 185

10.8 偏振材料 187

10.9 光学胶和溶剂 188

练习 189

参考文献 190

第11章 光学镀膜 192

11.1 介电质反射和干涉滤光片 192

11.2 反射膜 200

11.3 分划板 203

练习 204

参考文献 205

第12章 辐射度学和光度学原理 206

12.1 概述 206

12.2 逆平方定律；光强度 207

12.3 辐射率和朗伯（Lambert）定律 208

12.4 半球内的辐射 208

12.5 散射光源产生的辐照度 209

12.6 像的辐射度学 211

12.7 光谱辐射度学 214

12.8 黑体辐射 215

12.9 光度学 219

12.10 照明装置 224

练习 227

参考文献 230

第13章 光学系统总体布局 231

13.1 望远镜和无焦系统 231

13.2 场镜和中继系统 234

13.3 出瞳、眼睛和分辨率 236

13.4 简单显微镜和放大镜 244

13.5 复式显微镜 245

13.6 测距机 247

13.7 辐射计和医用光学 251

13.8 光纤光学 255

13.9 变形系统 260

13.10 变光焦度（变焦）系统 264

13.11 衍射表面 268

练习 269

参考文献 271

第14章 系统总体布局中的案例分析（经典案例） 273

14.1 概述 273

14.2 摄远物镜 274

14.3 反摄远透镜 275

14.4 转像系统（中继系统） 276

14.5 转像系统（14.4节中）的孔径光阑 277

14.6 短距离望远镜 278

14.7 14.6节的场镜 281

14.8 14.7节的光线追迹 282

14.9 125倍显微镜 283

14.10 Brueke 125×放大镜 284

14.11 4×机械补偿变焦物镜 285

14.12 计算机绘制系统布局图 289

14.13 设计有外部冷光阑的消色差中红外系统 290

第15章 波前像差和调制传递函数（MTF） 297

15.1 概述 297

15.2 光程差：焦点漂移 297

15.3 光程差：球差 299

15.4 像差（容限）公差 304

15.5 像的能量分布（几何） 309

15.6 点和线扩散函数 310

15.7 由于球差造成光斑的几何尺寸 311

15.8 调制传递函数 314

15.9 方波与正弦波靶标 319

15.10 特殊调制传递函数：衍射受限系统 320

15.11 径向能量分布 328

15.12 具有初级像差光学系统的点扩散函数 329

练习 334

参考文献 335

第16章 光学设计的基础知识 336

16.1 概述 336

16.2 简单的弯月形照相物镜 337

16.3 对称原理 342

16.4 消色差望远物镜（薄透镜理论） 344

16.5 消色差望远物镜（设计形式） 346

16.6 光学设计中的衍射表面 353

16.7 库克（Cooke）三分离消像散物镜：三级理论 358

16.8 自动设计 367

16.9 对一些实际问题的考虑 371

练习 372

参考文献 373

第17章 目镜、显微镜和照相物镜的设计 374

17.1 望远系统和目镜 374

17.2 显微物镜 381

17.3 照相物镜 388

17.4 聚光镜系统 406

17.5 简单透镜的像差特性 409

练习 412

参考文献 412

第18章 反射镜和折反式系统的设计 413

18.1 反射系统 413

18.2 球面反射镜 413

18.3 抛物面反射镜 415

18.4 椭球面和双曲面反射镜 416

18.5 双反射镜系统的公式 417

18.6 过原点的锥形截面 421

18.7 施密特（Schmidt）系统 422

18.8 Margin反射镜（内表面镀膜反射镜） 424

18.9 Bouwers［或马克苏托夫（Maksutov）］系统 425

18.10 对简单光学系统弥散斑尺寸的快速计算 428

练习 432

参考文献 432

第19章 物镜设计实例集、分析和说明 433

19.1 概述 433

19.2 物镜的数据表 433

19.3 光线追迹图 434

19.4 关于调制传递函数的注释 436

19.5 物镜目录 437

19.6 物镜设计实例 439

参考文献 500

第20章 光学工程中的实际问题 501

20.1 光学加工 501

20.2 光学技术要求和公差 511

20.3 光学装配技术 524

20.4 光学实验室中的实际问题 529

20.5 公差预算实例 545

参考文献 549

第21章 最有效地利用“库存”透镜 551

21.1 概述 551

21.2 库存透镜 551

21.3 一些简单的测量 553

21.4 系统原理样机和测试 556

21.5 像差方面的考虑 559

21.6 如何利用单透镜（单块零件） 562

21.7 如何使用双胶合物镜 566

21.8 库存透镜的组合 566

21.9 库存透镜的供应商 574

附录A 光线追迹和像差计算 577

附录B 一些器件的标准尺寸 592

专业术语表 594