本书将基础性光学原理用于光学系统设计和像差平衡，定位于阐述光学设备的光学系统总体设计原理与光学镜头设计基础。本书分为几何光学、像差理论、典型光学系统和光学系统设计四部分，各部分均反映了光学与光电子学的进展和光学系统设计的新发展。其中，几何光学和像差理论详细讲述了光学系统设计基本理论；典型光学系统包括眼睛，显微和望远光学系统，摄影和投影光学系统，自由曲面及其在光学系统中的应用，以及特殊光学系统，包含了当前最新的光学系统，例如全息术补偿像差、3D打印光学系统、3D显示光学系统、太赫兹光学系统、折衍混合光学系统、共形自由曲面光学系统、复眼仿生光学系统和自适应光学系统等；光学设计部分包括光学系统初始结构求解、像质评价和像差平衡，并辅以光学设计实例。
本书可作为高等学校光电类相关专业的教材或教学参考书，也可供从事光学设计和光学仪器设计工作的科技人员参考。
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光电信息科学与工程类专业规划教材 : 应用光学（第4版）
张以谟 著；
2020年12月
电子工业出版社
- 电子工业出版社
- 9787121251467
- 1-6
- 193520
- 49225102-0
- 平塑
- 16开
- 2020年12月
- -
- 1450
- 620
- -
- 理学
- 物理学
- 0702
- O439
- 电子信息与电气
- 研究生、本科
- 重版
- -
- -
- -
内容简介：
目录
第一部分几何光学
第1章几何光学的基本定律和成像
的概念 （2）
11几何光学的基本概念 （2）
12几何光学的基本定律 （4）
13费马原理及其应用 （9）
14马吕斯定律 （11）
15成像的概念 （11）
习题 （13）
第2章球面和共轴球面系统 （15）
21光线经过单个折射球面的折射 （15）
22单个折射球面的成像倍率、拉赫不变量 （17）
23共轴球面系统 （19）
24球面反射镜 （21）
习题 （22）
第3章理想光学系统 （23）
31理想光学系统和共线成像 （23）
32理想光学系统的焦点与焦平面、
主点与主平面、焦距、节点 （23）
33理想光学系统的物像关系 （26）
34理想光学系统的放大率 （30）
35理想光学系统的物像关系特性曲线 （33）
36光学系统的组合 （36）
361两个光组的组合 （36）
362多个光组的组合 （40）
37透镜 （42）
38实际光学系统焦点位置和焦距的计算 （47）
39几种典型系统的理想光学系统性质 （49）
391望远镜系统 （49）
392显微镜系统 （50）
393照相物镜系统 （51）
310矩阵运算在几何光学中的应用 （52）
3101近轴光的矩阵表示 （52）
3102物像矩阵 （54）
3103用高斯常数表示系统的基点
位置和焦距 （54）
3104薄透镜系统的矩阵运算 （56）
习题 （57）
第4章平面镜和平面系统 （59）
41平面镜成像 （59）
42双平面镜系统 （62）
43反射棱镜 （66）
431反射棱镜的类型 （66）
432屋脊棱镜 （68）
433三面直角棱镜（立方角锥棱镜） （69）
434棱镜的组合 （70）
435棱镜的展开及结构参数K （71）
436棱镜成像方向辨别原则 （75）
44折射棱镜 （75）
441折射棱镜的最小偏角 （75）
442折射棱镜的色散 （76）
443色散棱镜的形式 （77）
45光楔 （78）
46光学材料 （79）
461透明光学材料（透射材料） （79）
462玻璃的选择 （80）
463塑料光学材料 （81）
464反射光学材料 （82）
习题 （83）
第5章光学系统中的光阑 （84）
51光阑在光学系统中的作用 （84）
52光学系统的孔径光阑、入射光瞳
和出射光瞳 （85）
53视场光阑 （88）
54渐晕光阑 （89）
541轴外点发出光束的渐晕 （89）
542消除渐晕的条件 （91）
543渐晕系数 （91）
55光学系统的景深 （92）
551光学系统的空间像 （92）
552光学系统的景深 （93）
56远心光路 （96）
57消杂光光阑 （98）
58几种典型系统的光束限制 （99）
习题 （102）
第6章光能及其计算 （103）
61光通量（LuminousFlux） （103）
62发光强度 （105）
63光照度和光出射度 （108）
64光亮度 （109）
65光通量和光亮度在光学系统中的
传递、像面光照度 （112）
66光学系统中光能损失的计算 （116）
67光能计算 （118）
习题 （122）
第7章颜色 （123）
71概述 （123）
72颜色的特征和分类 （123）
73色光混合与格拉斯曼定律 （124）
74颜色的匹配 （125）
75色度学基础 （125）
76CIE标准色度学系统 （129）
7611931CIE—RGB系统 （129）
7621931CIE—XYZ系统 （129）
7631931CIE—XYZ色品图 （134）
764光源色和物体色的三刺激值 （134）
765表示颜色特征的两个量——主波长
和颜色纯度 （136）
766CIE1964补充标准色度学系统 （137）
767CIE色度学系统表示颜色的方法 （137）
77均匀颜色空间及色差公式 （138）
771（x，y;Y）颜色空间是非均匀的
颜色空间 （138）
772均匀颜色空间及对应的色差公式 （139）
78光源 （140）
781表示光源颜色特性的两个参量 （140）
782CIE标准照明体和标准光源 （141）
79色光混合匹配计算 （143）
710中国颜色体系 （144）
习题 （146）
第二部分像差理论
第8章光线的光路计算 （148）
81概述 （148）
82子午面内的光线光路计算 （149）
83轴外点细光束的光路计算 （154）
84空间光线的光路计算 （157）
841通过球面的空间光线的
光路计算（矢量公式） （157）
842二次曲面的空间光线的光路
计算（矢量计算公式） （160）
843细光束子午焦点和弧矢
焦点位置的计算 （163）
844高次非球面空间光线计算
（矢量计算公式） （163）
845空间光线初始数据的确定
和终结公式 （166）
习题 （169）
第9章光学系统的像差 （170）
91轴上点球差 （170）
911球差的定义及其计算 （170）
912光学系统的球差分布公式 （171）
913单个折射球面的球差
分布系数、不晕点 （173）
914单个折射球面的球差正负和
物体位置的关系 （174）
92彗差 （176）
921彗差及其计算 （176）
922光学系统结构形式对彗差的影响 （178）
923弧矢彗差 （179）
93像散和像面弯曲 （180）
931像散（像散差） （180）
932场曲（像面弯曲） （182）
933宽光束的像散和场曲 （184）
94畸变 （184）
95正弦差 （186）
96位置色差 （191）
97倍率色差 （193）
98像差曲线的绘制及举例 （194）
981像差曲线绘制 （194）
982绘制像差曲线举例 （196）
99像差的级数展开 （199）
910像差分布公式 （204）
习题 （209）
第10章初级单色像差 （210）
101初级单色像差的一般表示式 （210）
1011轴向像差 （210）
1012初级垂轴像差的一般表示式 （212）
1013空间光线通过光学系统的
像差的一般表示式 （214）
102五种初级像差 （215）
103具有初级像差的光束结构 （219）
104赛得和数的表示形式 （222）
1041阿贝不变量表示的赛得和数 （222）
1042PW形式的赛得和数 （224）
1043薄透镜系统初级像差的
PW表示式 （225）
1044单个薄透镜的P和W （227）
1045密接双薄透镜系统的初级像差 （230）
习题 （232）
第11章初级色差 （233）
111消像差谱线选择 （233）
112初级色差 （234）
113薄透镜系统的初级色差 （238）
1131薄透镜系统的初级位置色差 （238）
1132由消色差要求决定光学系统中各
透镜的光焦度分配 （239）
1133薄透镜系统的初级倍率色差 （242）
1134对几种薄透镜系统的初级倍率
色差的讨论 （243）
114二级光谱 （244）
1141密接双透镜系统 （245）
1142密接三薄透镜系统的复消色差 （246）
习题 （248）
第12章像差综述及计算结果处理 （249）
121概述 （249）
122初级像差系数和光阑位置的关系 （251）
123光阑像差与物面像差的关系 （253）
124初级像差系数与物面位置的关系 （254）
125折射平面和平行平板的初级像差 （255）
126反射光学元件的初级像差 （257）
127单个折射球面和一些典型折射光学
元件的初级像差分析 （259）
128对称式系统的像差特性 （262）
129光学系统像差特性曲线 （263）
1210像差特性曲线的分析 （266）
1211全息术补偿像差 （272）
12111
第1章几何光学的基本定律和成像
的概念 （2）
11几何光学的基本概念 （2）
12几何光学的基本定律 （4）
13费马原理及其应用 （9）
14马吕斯定律 （11）
15成像的概念 （11）
习题 （13）
第2章球面和共轴球面系统 （15）
21光线经过单个折射球面的折射 （15）
22单个折射球面的成像倍率、拉赫不变量 （17）
23共轴球面系统 （19）
24球面反射镜 （21）
习题 （22）
第3章理想光学系统 （23）
31理想光学系统和共线成像 （23）
32理想光学系统的焦点与焦平面、
主点与主平面、焦距、节点 （23）
33理想光学系统的物像关系 （26）
34理想光学系统的放大率 （30）
35理想光学系统的物像关系特性曲线 （33）
36光学系统的组合 （36）
361两个光组的组合 （36）
362多个光组的组合 （40）
37透镜 （42）
38实际光学系统焦点位置和焦距的计算 （47）
39几种典型系统的理想光学系统性质 （49）
391望远镜系统 （49）
392显微镜系统 （50）
393照相物镜系统 （51）
310矩阵运算在几何光学中的应用 （52）
3101近轴光的矩阵表示 （52）
3102物像矩阵 （54）
3103用高斯常数表示系统的基点
位置和焦距 （54）
3104薄透镜系统的矩阵运算 （56）
习题 （57）
第4章平面镜和平面系统 （59）
41平面镜成像 （59）
42双平面镜系统 （62）
43反射棱镜 （66）
431反射棱镜的类型 （66）
432屋脊棱镜 （68）
433三面直角棱镜（立方角锥棱镜） （69）
434棱镜的组合 （70）
435棱镜的展开及结构参数K （71）
436棱镜成像方向辨别原则 （75）
44折射棱镜 （75）
441折射棱镜的最小偏角 （75）
442折射棱镜的色散 （76）
443色散棱镜的形式 （77）
45光楔 （78）
46光学材料 （79）
461透明光学材料（透射材料） （79）
462玻璃的选择 （80）
463塑料光学材料 （81）
464反射光学材料 （82）
习题 （83）
第5章光学系统中的光阑 （84）
51光阑在光学系统中的作用 （84）
52光学系统的孔径光阑、入射光瞳
和出射光瞳 （85）
53视场光阑 （88）
54渐晕光阑 （89）
541轴外点发出光束的渐晕 （89）
542消除渐晕的条件 （91）
543渐晕系数 （91）
55光学系统的景深 （92）
551光学系统的空间像 （92）
552光学系统的景深 （93）
56远心光路 （96）
57消杂光光阑 （98）
58几种典型系统的光束限制 （99）
习题 （102）
第6章光能及其计算 （103）
61光通量（LuminousFlux） （103）
62发光强度 （105）
63光照度和光出射度 （108）
64光亮度 （109）
65光通量和光亮度在光学系统中的
传递、像面光照度 （112）
66光学系统中光能损失的计算 （116）
67光能计算 （118）
习题 （122）
第7章颜色 （123）
71概述 （123）
72颜色的特征和分类 （123）
73色光混合与格拉斯曼定律 （124）
74颜色的匹配 （125）
75色度学基础 （125）
76CIE标准色度学系统 （129）
7611931CIE—RGB系统 （129）
7621931CIE—XYZ系统 （129）
7631931CIE—XYZ色品图 （134）
764光源色和物体色的三刺激值 （134）
765表示颜色特征的两个量——主波长
和颜色纯度 （136）
766CIE1964补充标准色度学系统 （137）
767CIE色度学系统表示颜色的方法 （137）
77均匀颜色空间及色差公式 （138）
771（x，y;Y）颜色空间是非均匀的
颜色空间 （138）
772均匀颜色空间及对应的色差公式 （139）
78光源 （140）
781表示光源颜色特性的两个参量 （140）
782CIE标准照明体和标准光源 （141）
79色光混合匹配计算 （143）
710中国颜色体系 （144）
习题 （146）
第二部分像差理论
第8章光线的光路计算 （148）
81概述 （148）
82子午面内的光线光路计算 （149）
83轴外点细光束的光路计算 （154）
84空间光线的光路计算 （157）
841通过球面的空间光线的
光路计算（矢量公式） （157）
842二次曲面的空间光线的光路
计算（矢量计算公式） （160）
843细光束子午焦点和弧矢
焦点位置的计算 （163）
844高次非球面空间光线计算
（矢量计算公式） （163）
845空间光线初始数据的确定
和终结公式 （166）
习题 （169）
第9章光学系统的像差 （170）
91轴上点球差 （170）
911球差的定义及其计算 （170）
912光学系统的球差分布公式 （171）
913单个折射球面的球差
分布系数、不晕点 （173）
914单个折射球面的球差正负和
物体位置的关系 （174）
92彗差 （176）
921彗差及其计算 （176）
922光学系统结构形式对彗差的影响 （178）
923弧矢彗差 （179）
93像散和像面弯曲 （180）
931像散（像散差） （180）
932场曲（像面弯曲） （182）
933宽光束的像散和场曲 （184）
94畸变 （184）
95正弦差 （186）
96位置色差 （191）
97倍率色差 （193）
98像差曲线的绘制及举例 （194）
981像差曲线绘制 （194）
982绘制像差曲线举例 （196）
99像差的级数展开 （199）
910像差分布公式 （204）
习题 （209）
第10章初级单色像差 （210）
101初级单色像差的一般表示式 （210）
1011轴向像差 （210）
1012初级垂轴像差的一般表示式 （212）
1013空间光线通过光学系统的
像差的一般表示式 （214）
102五种初级像差 （215）
103具有初级像差的光束结构 （219）
104赛得和数的表示形式 （222）
1041阿贝不变量表示的赛得和数 （222）
1042PW形式的赛得和数 （224）
1043薄透镜系统初级像差的
PW表示式 （225）
1044单个薄透镜的P和W （227）
1045密接双薄透镜系统的初级像差 （230）
习题 （232）
第11章初级色差 （233）
111消像差谱线选择 （233）
112初级色差 （234）
113薄透镜系统的初级色差 （238）
1131薄透镜系统的初级位置色差 （238）
1132由消色差要求决定光学系统中各
透镜的光焦度分配 （239）
1133薄透镜系统的初级倍率色差 （242）
1134对几种薄透镜系统的初级倍率
色差的讨论 （243）
114二级光谱 （244）
1141密接双透镜系统 （245）
1142密接三薄透镜系统的复消色差 （246）
习题 （248）
第12章像差综述及计算结果处理 （249）
121概述 （249）
122初级像差系数和光阑位置的关系 （251）
123光阑像差与物面像差的关系 （253）
124初级像差系数与物面位置的关系 （254）
125折射平面和平行平板的初级像差 （255）
126反射光学元件的初级像差 （257）
127单个折射球面和一些典型折射光学
元件的初级像差分析 （259）
128对称式系统的像差特性 （262）
129光学系统像差特性曲线 （263）
1210像差特性曲线的分析 （266）
1211全息术补偿像差 （272）
12111
