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第1章 几何光学基本原理 1

1.1 几何光学的基本概念 1

1.1.1 光波 1

1.1.2 光源 2

1.1.3 波面和光束 2

1.1.4 光线 3

1.2 几何光学基本定律 3

1.2.1 直线传播定律 3

1.2.2 独立传播定律 4

1.2.3 反射定律和折射定律 4

1.2.4 基本定律的推论 5

1.3 全反射 7

1.4 光学系统和成像的基本概念 9

1.4.1 光学系统的基本概念 9

1.4.2 成像的基本概念 11

1.5 本章小结 12

习题 12

第2章 共轴球面光学系统 14

2.1 光线经过单个折射球面的折射 14

2.1.1 符号规则 14

2.1.2 实际光路计算公式 15

2.1.3 近轴光路计算公式 16

2.2 共轴球面系统 21

2.3 球面反射镜与非球面反射镜 22

2.3.1 球面反射镜 22

2.3.2 非球面反射镜 22

2.4 透镜和薄透镜 24

2.4.1 光束通过透镜的传播 25

2.4.2 薄透镜物像关系式 25

2.5 本章小结 27

习题 27

第3章 理想光学系统 29

3.1 理想光学系统的概念 29

3.2 理想光学系统的基点和基面 32

3.2.1 主点和主平面 32

3.2.2 焦点与焦平面 32

3.2.3 节点和节平面 34

3.2.4 单个折射球面的主平面和焦点 34

3.3 理想光学系统成像 35

3.3.1 作图求像法 36

3.3.2 理想光学系统的物像关系式 39

3.3.3 理想光学系统的三种放大率 40

3.4 本章小结 43

习题 43

第4章 平面镜棱镜系统 45

4.1 平面反射镜 45

4.1.1 单个平面镜的成像性质 45

4.1.2 双平面镜的成像性质 46

4.2 平行平板 47

4.3 反射棱镜 48

4.3.1 反射棱镜的分类 48

4.3.2 棱镜的展开 50

4.4 折射棱镜 53

4.5 光楔 54

4.6 本章小结 56

习题 56

第5章 光阑 57

5.1 光学系统中的光阑及其作用 57

5.2 孔径光阑 58

5.2.1 孔径光阑 58

5.2.2 入射光瞳和物方孔径角 59

5.2.3 出射光瞳和像方孔径角 60

5.2.4 孔径光阑的确定方法 60

5.3 视场光阑 61

5.3.1 视场光阑 61

5.3.2 入射窗和物方视场角 61

5.3.3 出射窗和像方视场角 62

5.3.4 视场光阑的确定方法 62

5.4 光学系统的渐晕 62

5.5 光学系统的景深 63

5.5.1 空间物体在平面上所成的像 63

5.5.2 照相机的景深 64

5.6 本章小结 66

习题 66

第6章 光学系统的像差 67

6.1 球差 67

6.2 彗差 69

6.2.1 子午彗差 70

6.2.2 弧矢彗差 71

6.3 像散 72

6.4 场曲 74

6.5 畸变 75

6.6 色差 76

6.6.1 色差现象 76

6.6.2 轴向色差 77

6.6.3 垂轴色差 78

6.7 本章小结 78

习题 79

第7章 眼睛和目视光学系统 80

7.1 人眼的光学特性 80

7.1.1 人眼的构造 80

7.1.2 标准眼 81

7.1.3 人眼的调节 84

7.1.4 人眼的分辨率 85

7.1.5 空间深度感觉和双眼立体感觉 86

7.2 放大镜和显微镜的工作原理 89

7.2.1 放大镜工作原理 89

7.2.2 显微镜工作原理 90

7.3 望远镜工作原理 92

7.4 眼睛的缺陷和目视光学仪器的视度调节 96

7.5 双眼观察仪器 99

7.6 本章小结 101

习题 101

第8章 军用光学仪器 102

8.1 观察仪器 102

8.1.1 军用望远镜 103

8.1.2 炮队镜 106

8.1.3 指挥镜 106

8.1.4 光电潜望镜 108

8.2 瞄准仪器 111

8.3 测距仪器 112

8.3.1 体视测距机光学系统 113

8.3.2 1 m体视测距机测距原理 115

8.3.3 双眼瞄准镜光学系统 116

8.4 测角仪器 117

8.4.1 方向盘 117

8.4.2 经Ⅱ型经纬仪 117

8.5 本章小结 119

习题 120

第9章 军用红外光学系统 121

9.1 红外技术的军事应用 121

9.2 红外光学系统概述 123

9.2.1 红外光学系统的功能与特点 123

9.2.2 红外光学系统的性能指标 123

9.3 红外物镜 124

9.3.1 反射式物镜 125

9.3.2 折反式物镜系统 128

9.3.3 透射式物镜 131

9.4 红外辅助光学系统 132

9.4.1 场镜 133

9.4.2 光锥 133

9.4.3 浸没透镜 134

9.4.4 中继光学系统 135

9.4.5 前置望远系统 136

9.5 光机扫描系统 137

9.5.1 两种基本扫描方式 137

9.5.2 光机扫描机构 138

9.5.3 光机扫描方案 138

9.6 典型军用红外光学系统 141

9.6.1 红外测温光学系统 141

9.6.2 红外跟踪光学系统 142

9.6.3 主动红外夜视系统 143

9.6.4 红外热像仪 145

9.6.5 红外前视仪 152

9.6.6 红外点源制导系统 154

9.6.7 红外成像制导系统 158

9.7 本章小结 161

习题 161

第10章 微光夜视光学系统 162

10.1 微光夜视技术的军事应用 162

10.1.1 微光夜视技术概述 162

10.1.2 微光夜视技术的军事应用 162

10.2 微光光学系统 163

10.2.1 微光光学系统对物镜的要求 163

10.2.2 微光光学系统中的物镜结构 164

10.2.3 微光光学系统对目镜的要求 167

10.3 直视微光夜视系统 167

10.3.1 直视微光夜视系统工作原理 168

10.3.2 微光夜视仪的光学性能 169

10.4 微光电视 170

10.4.1 基本组成 170

10.4.2 微光电视摄像机 171

10.4.3 微光摄像机的工作原理 171

10.4.4 微光电视的分类 172

10.4.5 微光电视的应用与特点 173

10.5 本章小结 174

习题 174

第11章 军用光纤光学系统 175

11.1 概述 175

11.1.1 光纤的结构 175

11.1.2 光纤的分类 176

11.1.3 光纤的特性 178

11.1.4 光缆 180

11.2 阶梯型光纤 182

11.2.1 阶梯型光纤光学性质 182

11.2.2 阶梯型光纤的应用 185

11.2.3 阶梯型光纤光学系统 189

11.3 梯度折射率光纤 192

11.3.1 非均匀介质中的光线微分方程式 193

11.3.2 梯度折射率光纤中的光线轨迹 194

11.3.3 梯度折射率光纤的特点和应用 196

11.4 典型军用光纤技术 197

11.4.1 光纤的军事应用 197

11.4.2 光纤制导技术 199

11.4.3 光纤传感技术 201

11.4.4 军用光纤通信技术 203

11.4.5 光纤技术在武器系统中的其他应用 208

11.5 本章小结 208

习题 208

第12章 军用激光光学系统 210

12.1 概述 210

12.2 激光技术基础 211

12.2.1 光与物质的相互作用 211

12.2.2 激光器的构成 212

12.3 光学谐振腔 212

12.3.1 稳定腔及几何光学作图表示法 213

12.3.2 稳定腔的表达式 214

12.4 激光束在均匀介质中的传播规律 215

12.4.1 高斯光束的特性 215

12.4.2 高斯光束的传播 215

12.4.3 高斯光束透镜变换 217

12.4.4 激光谐振腔的计算 218

12.5 激光发射与接收光学系统 219

12.5.1 激光发射光学系统 220

12.5.2 激光接收光学系统 222

12.5.3 激光发射接收系统设计 222

12.6 军用激光技术与应用 224

12.6.1 激光测距技术 224

12.6.2 激光雷达 229

12.6.3 激光目标指示器 232

12.6.4 激光制导武器 235

12.6.5 激光武器 241

12.7 本章小结 247

习题 248

参考文献 249