普通高等院校光电类规划教材计算机辅助光学设计--CODE V应用基础(普通高等院校光电类规划教材)

目录 **篇光学设计基础知识 第1章几何光学基本定律与成像概念 1.1几何光学的基本定律 1.1.1光波与光线 1.1.2几何光学的基本定律 1.1.3费马原理 1.1.4马吕斯定律 1.2成像的基本概念和完善成像条件 1.2.1光学系统与成像概念 1.2.2完善成像条件 1.2.3物、像的虚实 1.3光路计算与近轴光学系统 1.3.1基本概念与符号规则 1.3.2实际光线的光路计算 1.3.3近轴光线的光路计算 1.4球面光学成像系统 1.4.1单个折射面成像 1.4.2球面反射镜成像 1.4.3共轴球面系统 第2章理想光学系统 2.1理想光学系统与共线成像理论 2.2理想光学系统的基点与基面 2.3理想光学系统的物像关系 2.3.1理想光学系统的求像方法 2.3.2由多个光组组成的理想光学系统的成像 2.3.3理想光学系统两焦距之间的关系 2.4理想光学系统的放大率 2.4.1轴向放大率 2.4.2角放大率 2.4.3光学系统的节点 2.4.4用平行光管测定焦距的依据 2.5理想光学系统的组合 2.5.1两个光组组合分析 2.5.2多光组组合计算 2.6透镜 第3章平面与平面系统 3.1平面镜 3.1.1平面镜成像 3.1.2平面镜旋转 3.1.3双平面镜成像 3.2平行平板 3.2.1平行平板的成像特性 3.2.2平行平板的等效光学系统 3.3反射棱镜 3.3.1反射棱镜的类型 3.3.2棱镜系统的成像方向判断 3.3.3反射棱镜的等效作用与展开 3.4折射棱镜与光楔 3.4.1折射棱镜的偏向角 3.4.2光楔及其应用 3.4.3棱镜色散 3.5光学材料 3.5.1透射材料的光学特性 3.5.2反射材料的光学特性 第4章光学系统中的光阑与光束限制 4.1光阑 4.1.1孔径光阑 4.1.2视场光阑 4.2照相系统中的光阑 4.3望远镜系统中成像光束的选择 4.4显微镜系统中的光束限制与分析 4.4.1简单显微镜系统中的光束限制 4.4.2远心光路 4.4.3场镜的应用 4.5光学系统的景深 4.5.1光学系统的空间像 4.5.2光学系统景深的含义 4.6数码照相机镜头的景深 第二篇光学系统设计与像质评价 第5章光学设计原理 5.1光学设计的发展概况 5.1.1光学设计概论 5.1.2光学设计的发展概况 5.2光学系统设计的具体过程和步骤 5.2.1光学系统设计的具体过程 5.2.2光学系统设计步骤 5.3光学仪器对光学系统性能与质量的要求 5.4高斯光学和理想成像 5.5初级像差及其独立性原理 5.6轴向球差与横向球差 5.7透镜的近似表示 5.7.1薄透镜与薄透镜系统 5.7.2真实透镜的近轴形式 5.8玻璃的特性 5.8.1折射率 5.8.2色散 5.8.3玻璃色散特性的量化 5.8.4玻璃图 5.8.5熔炼数据 5.8.6部分色散 第6章光路计算及像差理论 6.1概述 6.1.1基本概念 6.1.2像差计算的谱线选择 6.2光线的光路计算 6.2.1子午面内的光线光路计算 6.2.2沿轴外点主光线细光束的光路计算 6.3轴上点球差 6.3.1球差的定义和表示方法 6.3.2球差的校正 6.4正弦差和彗差 6.4.1正弦差 6.4.2彗差 6.5像散和场曲 6.5.1场曲与轴外球差 6.5.2像散 6.6畸变 6.7色差 6.7.1位置色差、色球差和二级光谱 6.7.2倍率色差 6.8波像差 第7章光学系统的像质评价与像差分析 7.1几何像差的曲线表示 7.1.1独立几何像差的曲线表示 7.1.2垂轴几何像差曲线(像差特征曲线) 7.2瑞利判断和中心点亮度 7.2.1瑞利判断 7.2.2中心点亮度 7.3分辨率 7.4点列图 7.5光学传递函数评价成像质量 7.5.1利用MTF曲线来评价成像质量 7.5.2利用MTF曲线的积分值来评价成像质量 7.6其他像质评价方法 7.6.1基于几何光学的方法 7.6.2基于衍射理论的方法 7.6.3其他需要评价的成像质量 7.7光学系统的像差公差 7.7.1望远物镜和显微物镜的像差公差 7.7.2望远目镜和显微目镜的像差公差 7.7.3照相物镜的像差公差 第8章典型光学系统 8.1眼睛 8.1.1眼睛的构造、标准眼和简约眼 8.1.2眼睛的调节和适应 8.1.3眼睛的分辨率和准精度 8.1.4眼睛的立体视觉 8.2放大镜 8.3显微镜与照明系统 8.3.1显微镜概述 8.3.2显微镜中的孔径光阑和视场光阑 8.3.3显微镜的景深 8.3.4显微镜的分辨率和有效放大率 8.3.5显微镜的物镜 8.3.6显微镜的目镜 8.3.7显微镜的照明系统 8.4望远镜系统 8.4.1望远镜系统的一般特性 8.4.2望远镜的主观亮度 8.4.3望远镜的光束限制 8.4.4望远镜系统的物镜 8.4.5望远镜的目镜 8.4.6正像望远镜中的转像系统和场镜 8.5摄影光学系统 8.5.1摄影物镜的性能参数 8.5.2摄影物镜中的光束限制 8.5.3摄影物镜的景深 8.5.4摄影物镜的几何焦深 8.5.5摄影物镜的分辨率 8.5.6摄影物镜 8.6放映系统 8.6.1透射放映时幕上的照度 8.6.2放映系统中的聚光镜 8.6.3放映物镜 第三篇CODE V光学设计应用基础 第9章欢迎来到CODE V 9.1什么是CODE V 9.1.1强大的光学工具 9.1.2CODE V的典型功能 9.1.3知识产权问题 9.1.4有用的提示 9.2本书第三篇内容及其读者 9.2.1读者 9.2.2关于第三篇内容 9.2.3更多信息 9.2.4联机在线帮助和文档 9.3假设和术语 9.4CODE V界面 9.4.1简介 9.4.2关于命令和宏 9.5CODE V的结构 9.6其他操作 9.7设计开始之前的操作 第10章设计一个数码相机镜头 10.1边做边学 10.1.1一个简单的数码相机镜头 10.1.2设计规格 10.2新建镜头向导 10.2.1启动新建镜头 10.2.2专利数据库 10.2.3定义系统数据 10.3光学表面的操作 10.3.1镜头数据管理器电子表格 10.3.2更改并提交数据 10.3.3绘制镜头结构图 10.3.4光学面的操作： 缩放镜头 10.3.5设置新标题并保存镜头结果 10.4像质分析 10.4.1快速光线像差曲线 10.4.2快速点列图 10.4.3畸变 10.4.4MTF(清晰度) 10.4.5渐晕/照度 10.4.6可行性分析 10.5总结 第11章CODE V优化设计 11.1关于优化 11.1.1目的 11.1.2方法 11.1.3默认值 11.1.4自动化设计过程 11.1.5局部优化和全局优化的对比 11.1.6并行处理支持 11.2策略 11.3变量 11.3.1定义变量 11.3.2使用LDM 11.3.3虚拟玻璃 11.4自动化设计设置 11.4.1通用约束 11.4.2误差函数定义和控制 11.4.3保存设置(选项设置)并运行自动化设计 11.5了解自动化设计的输出 11.5.1误差函数 11.5.2自动化设计的输出文本 11.5.3自动化设计过程中每次优化循环周期的输出 11.5.4约束成本 11.6分析结果和修改权重 11.7*终优化和注释 11.7.1关于真实玻璃 11.7.2有关景深 11.8塑料、专用目录和非球面 11.9全局优化和其他自动化设计功能 11.10约束： 问题和解决方案 第12章CODE V的分析功能 12.1CODE V中的分析选项 12.1.1诊断分析 12.1.2几何分析 12.1.3衍射分析 12.1.4其他分析 12.1.5孔径在分析中的作用 12.2诊断分析 12.2.1近轴光线追迹 12.2.2真实光线追迹 12.2.3光线像差曲线 12.2.4光瞳图 12.2.5痕迹图 12.3几何分析 12.3.1点列图 12.3.2径向能量分析 12.4衍射分析 12.4.1MTF 12.4.2点扩展函数 12.4.3波前分析 12.4.4二维图像模拟 12.5分析宏 12.6多膜层设计 第13章CODE V公差分析 13.1墨菲定律 13.1.1可能出现误差的参数 13.1.2误差后果 13.1.3补偿 13.1.4统计问题 13.1.5失败的代价 13.2公差分析和TOR 13.2.1公差分析的目的 13.2.2TOR功能 13.2.3半自动误差预算 13.2.4交互式公差分析 13.2.5其他公差分析选项 13.3公差分析的分类 13.4LDM和TOR的公差分析 13.4.1全默认TOR运行 13.4.2设定公差 13.4.3TOR镜头准备 13.4.4TOR输入对话框 13.5理解TOR的输出 13.5.1灵敏度表格 13.5.2误差改进性能 13.5.3限制范围和舍入误差的影响 13.5.4概率分布、交叉项和统计 13.5.5补偿器范围 13.5.6公差输出表格 13.5.7性能摘要表格 13.6其他公差分析功能 第14章反射系统 14.1CODE V的反射系统 14.1.1概述 14.1.2符号法则 14.1.3双通表面与系统 14.2反射系统数据 14.3孔径问题 14.3.1CODE V中的孔径类型 14.3.2虚拟表面 14.3.3输入挡光 第15章非球面光学系统 15.1非球面表面类型 15.1.1概述 15.1.2旋转对称表面 15.1.3非旋转对称表面 15.2非球面示例 15.2.1平场施密特镜头 15.2.2遮挡光的注意事项 15.3圆锥表面 15.3.1椭圆 15.3.2双曲线 15.3.3抛物线 15.4输入椭圆 15.5多项式非球面 15.5.1菲涅尔表面 15.5.2非球面输入 15.6非球面单片式镜头示例 15.7衍射表面 15.7.1衍射光学 15.7.2色差校正型红外线透镜 15.8光线网格 第16章偏心系统 16.1折叠反射镜示例 16.1.1佩兹伐镜头折叠反射镜 16.1.2偏心数据输入 16.2偏心系统的基本概念 16.2.1术语和坐标断点 16.2.2操作顺序 16.3偏心表面类型 16.3.1基本偏心 16.3.2偏心和回归 16.3.3偏心和弯曲 16.3.4反向偏心 16.3.5回归表面 16.3.6偏心参数名称 16.4倾斜平板 16.4.1使用基本偏心 16.4.2使用反向偏心 16.4.3波长的影响 16.5折叠反射镜与扫描反射镜 16.5.1基本偏心 16.5.2偏心与弯曲 16.5.3偏心与回归 16.6棱镜宏 第17章变焦系统 17.1变焦功能 17.1.1电影变焦镜头 17.1.2变焦检查电子表格 17.2扫描系统示例 17.2.1从双胶合透镜开始 17.2.2添加扫描反射镜 17.2.3扫描角度的变焦 17.2.4在镜头图中覆盖变焦位置 17.3选项中的变焦特性 17.3.1变焦计算控件 17.3.2设置/命令的变焦值 17.3.3自动化设计和变焦系统 17.4多光谱系统 第18章技术讨论： 实用背景知识 18.1坐标系与规范 18.1.1坐标系 18.1.2一些重要的规定 18.2系统数据详细信息 18.2.1光瞳 18.2.2波长 18.2.3视场/渐晕 18.2.4系统解 18.2.5系统设置 18.2.6高级设置 18.3波长和光谱权重 18.3.1波长权重 18.3.2创建光谱曲线和配置 18.4渐晕、参考光线、光瞳和孔径 18.4.1渐晕含义 18.4.2参考光线 18.4.3参考光线和渐晕系数 18.4.4光瞳像差 18.4.5实际情况下的渐晕 18.4.6渐晕系数 18.4.7渐晕系数和孔径 18.4.8SET命令 18.4.9如何使用渐晕和光圈 18.5求解 18.5.1近轴像求解 18.5.2曲率求解 18.5.3总长度求解 18.5.4缩小率求解 18.6无焦系统 18.6.1概念 18.6.2无焦系统建模 18.7光瞳抽样和高斯光束 18.7.1高斯抽样 18.7.2INT文件抽样 18.7.3高斯光束 18.8偏振、涂层和其他功能 18.8.1偏振光线追迹 18.8.2输入状态 18.8.3涂层、偏振控制器和双折射材料 18.8.4分析 18.8.5其余部分 参考文献_x00C_