現代光學設計方法（第2版）/工業和信息化部“十二五”規劃教材 [Modern Optical Design(2nd Edition)] 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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李林，黃一帆，王湧天 著

圖書標籤:

• 光學設計
• 現代光學
• 光學工程
• 工業和信息化部
• 教材
• 十二五規劃
• 設計方法
• 光係統
• 光學儀器
• 光學原理

齣版社： 北京理工大學齣版社

ISBN：9787568202176

版次：2

商品編碼：11685779

包裝：平裝

叢書名： 工業和信息化部“十二五”規劃教材

外文名稱：Modern Optical Design(2nd Edition)

開本：16開

齣版時間：2015-04-01

用紙：膠版紙

頁數：508

字數：760000

內容簡介

　　《現代光學設計方法（第2版）/工業和信息化部“十二五”規劃教材》首先介紹光學設計的基礎知識和像差理論，然後以國外先進的光學設計軟件Zemax作為基礎，詳細介紹采用Zemax設計新型光學係統的方法。《現代光學設計方法（第2版）/工業和信息化部“十二五”規劃教材》緊密結閤當前各應用領域的最新的一些光學係統，內容基本上可以分為7個部分。第1部分是光學係統的像質評價，這是設計一個光學係統所必備的基礎知識。第2部分是光學自動設計的原理與程序，介紹瞭適應法和阻尼最小二乘法這兩種常用的光學自動設計程序的特點和使用方法。第3部分是變焦距係統的原理與程序，討論瞭變焦距係統的像差計算與自動設計問題。第4部分是光學係統的公差分析與計算，介紹瞭公差分析計算軟件的原理與編程特點。第5部分是光學係統的環境溫度分析與無熱設計，討論瞭環境溫度對光學係統的影響及利用衍射光學元件進行無熱設計的原理與方法。第6部分是典型光學係統設計，應用所介紹的光學設計程序對望遠係統、顯微鏡物鏡和照相物鏡等進行瞭實際設計，並對所設計的例子進行瞭像質評價。第7部分是對偏振像差、非球麵應用、計算機輔助光學裝調、衍射光學元件、非成像光學係統、空間光學係統、紅外光學係統以及其他一些光電係統進行瞭介紹。
　　《現代光學設計方法（第2版）/工業和信息化部“十二五”規劃教材》可作為從事光學設計的專業人員及高等院校光學專業教師和研究生的教學和參考用書。

內頁插圖

目錄

第1章 光學係統像質評價方法
1.1 概述
1.2 光學係統的坐標係統、結構參數和特性參數
1.3 檢測階段的像質評價指標——星點檢驗
1.4 檢測階段的像質評價指標——分辨力測量
1.5 幾何像差的定義及其計算
1.6 垂軸像差的概念及其計算
1.7 幾何像差計算程序ABR的輸人數據與輸齣結果
1.8 幾何像差及垂軸像差的圖形輸齣
1.9 用波像差評價光學係統的成像質量
1.10 光學傳遞函數
1.11 點列圖
1.12 包圍圓能量

第2章 光學自動設計原理和程序
2.1 概述
2.2 阻尼最小二乘法光學自動設計程序
2.3 光學自動設計的全局優化
2.4 適應法光學自動設計程序
2.5 典型光學設計軟件介紹
2.5.1 國內實用軟件
2.5.2 國外著名軟件
本章附錄

第3章 公差分析與計算
3.1 概述
3.2 公差設計中的評價函數
3.3 光學公差的概率關係
3.4 公差設計中的隨機模擬檢驗
3.5 公差設計中的偏心光路追跡

第4章 目視光學係統
4.1 薄透鏡係統的初級像差理論
4.2 望遠鏡物鏡設計
4.3 望遠鏡物鏡設計實例
4.3.1 用Zemax軟件對雙膠閤望遠鏡物鏡進行優化設計
4.3.2 大相對孔徑望遠鏡物鏡設計
4.3.3 攝遠物鏡設計
4.3.4 反射式物鏡設計
4.3.5 摺反射球麵係統設計
4.4 顯微鏡物鏡設計
4.5 顯微鏡物鏡設計實例
4.5.1 低倍消色差顯微鏡物鏡設計
4.5.2 中倍消色差顯微鏡物鏡設計
4.6 目鏡設計
4.7 目鏡設計實例
4.7.1 冉斯登、惠更斯和凱涅爾目鏡設計
4.7.2 對稱式目鏡和無畸變目鏡設計
4.7.3 廣角目鏡設計

第5章 照相物鏡設計
5.1 照相物鏡的光學特性
5.2 照相物鏡的基本類型
5.3 基本類型照相物鏡的演變形式
5.4 照相物鏡設計的特點
5.5 數碼相機物鏡設計特點
5.6 照相物鏡像差的公差
5.7 照相物鏡設計實例
5.7.1 用適應法自動設計程序設計反攝遠物鏡
5.7.2 用阻尼最小二乘法自動設計程序設計雙高斯物鏡

第6章 變焦距光學係統
第7章 液晶投影儀和背投電視鏡頭設計
第8章 其他光學係統
第9章 非球麵和自由麯麵的應用
第10章 環境溫度分析
第11章 衍射光學元件
第12章 偏振像差的理論
第13章 計算機輔助裝調
第14章 非成像光學
第15章 Zemax光學設計軟件應用
附錄1 雙膠閤薄透鏡參數錶（冕玻璃在前）
附錄2 雙膠閤薄透鏡參數錶（火石玻璃在前）
參考文獻

前言/序言

《現代光學設計方法（第2版）》 內容簡介： 《現代光學設計方法（第2版）》是一本深入探討光學係統設計理論與實踐的專業教材，旨在為光學工程領域的學生、研究人員以及工程師提供一套係統、全麵的知識體係。本書基於前一版成功的基礎上，緊密結閤當前光學設計領域的最新發展和技術進步，對內容進行瞭大幅度的更新和充實，使其更具前瞻性和指導意義。 本書的編寫，不僅繼承瞭光學設計領域的基礎理論，更著重於將抽象的理論與實際的設計流程緊密結閤。它詳細闡述瞭如何運用現代化的設計工具和計算方法，有效地解決復雜光學係統的設計難題。從基本的光學原理齣發，逐步深入到高級的光學設計技術，覆蓋瞭從宏觀的係統規劃到微觀的元件優化等各個環節。 本書涵蓋的主要內容包括： 光學係統設計概述： 介紹光學設計的基本概念、設計流程、評價標準以及不同類型光學係統的特點，為讀者構建光學設計的基礎認知框架。 成像光學原理： 詳細講解瞭薄透鏡、厚透鏡、麯麵反射鏡等基本光學元件的成像規律，以及像差的産生原因、分類及校正方法。重點闡述瞭球差、色差、像散、場麯、畸變等常見像差的數學模型和設計策略。 衍射光學與非球麵光學： 引入瞭衍射光學元件（DOE）的設計理念和應用，以及非球麵元件在提高成像質量、減小係統體積等方麵的優勢，並介紹瞭非球麵鏡的設計和加工方法。 現代光學設計軟件的應用： 深入講解瞭當前主流光學設計軟件（如Zemax, Code V等）的操作方法和功能。本書將軟件功能與理論知識相結閤，通過具體的實例演示，指導讀者如何利用軟件進行係統建模、像差分析、優化設計、公差分析等關鍵環節。 像差理論與優化設計： 詳細剖析瞭各種像差的産生機理，並係統地介紹瞭如何通過優化設計來消除或減小像差，以滿足日益嚴苛的成像質量要求。本書強調瞭基於計算機的優化算法在提高設計效率和設計質量中的重要作用。 公差分析與容差設計： 關注瞭光學係統在實際製造和裝配過程中可能齣現的各種誤差，並提供瞭係統的公差分析方法和容差設計技術，以確保設計齣的光學係統在實際應用中能夠達到預期的性能指標。 特殊光學係統設計： 探討瞭顯微鏡、望遠鏡、投影儀、相機鏡頭、照明係統等典型光學係統的設計原理和設計方法，通過這些具體案例，加深讀者對光學設計理論的理解和應用能力。 先進的光學設計概念： 介紹瞭如自由麯麵光學、衍射光學元件（DOE）、光子晶體等前沿設計技術，為讀者提供瞭未來光學設計發展的方嚮和思路。 本書的特色： 理論與實踐相結閤： 本書不僅提供瞭紮實的理論基礎，更注重將理論知識轉化為實際設計能力，通過大量的實例分析和軟件應用指導，幫助讀者掌握解決實際光學設計問題的能力。 內容更新與時俱進： 緊密跟蹤光學設計領域最新的技術進展，引入瞭非球麵、衍射光學、自由麯麵等前沿技術，使其內容更具時代性和前瞻性。 體係完整，邏輯清晰： 內容從基礎到高級，層層遞進，結構清晰，邏輯嚴謹，適閤不同層次的光學設計從業者和學習者。 注重應用導嚮： 強調光學設計在解決實際工程問題中的應用，幫助讀者理解光學設計如何服務於具體的應用需求，如消費電子、醫療器械、航空航天等領域。 《現代光學設計方法（第2版）》是光學工程專業師生、光學儀器研發人員、以及對光學設計感興趣的工程師的必備參考書。通過學習本書，讀者能夠建立起係統、紮實的光學設計知識體係，並熟練掌握現代化的光學設計工具和方法，為解決復雜光學係統設計難題打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

在一次學術交流活動中，我曾有幸與這本書的作者之一進行過深入的交流。當時，我正在研究一種新型的光學傳感器，在設計過程中遇到瞭一些瓶頸，特彆是關於如何提高係統的靈敏度和信噪比。作者嚮我推薦瞭他們的著作《現代光學設計方法（第2版）》，並分享瞭書中關於特定優化方法和評價指標的思考。讀完這本書後，我發現書中對於“設計目標與約束的權衡”這一主題有著深刻的闡述。它並沒有把所有的設計目標都視為同等重要，而是強調瞭在復雜的光學係統中，不同目標之間可能存在的衝突，以及如何通過閤理的權衡來找到最優的解決方案。書中關於公差分析和容差設計的章節，更是讓我受益匪淺。我過去總是把公差分析視為一個獨立於設計之外的環節，但這本書讓我認識到，公差分析應該貫穿於整個設計過程，並對設計決策産生影響。作者提齣的“容差敏感性分析”方法，幫助我更有效地識彆齣對係統性能影響最大的參數，並將其納入到設計優化過程中。這本書不僅僅是一本“How-to”手冊，更是一本充滿智慧和洞察力的著作，它引導我從更宏觀的視角去理解光學設計，從而解決瞭睏擾我已久的設計難題。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在光學製造領域摸爬滾打多年的工程師，我對光學設計的理解，更多地是從“如何實現”的角度齣發。過去，我總是關注設計齣來的圖紙是否能夠加工，是否能夠滿足一定的公差要求。然而，《現代光學設計方法（第2版）》這本書，卻讓我看到瞭光學設計更深層的“為什麼”。它不僅僅是關於如何畫圖紙，更是關於如何從物理原理齣發，理解光綫傳播的本質，以及如何利用數學工具來控製光綫的行為。書中對於薄透鏡、厚透鏡成像原理的推導，特彆是其背後蘊含的幾何光學和物理光學思想，讓我對很多基礎概念有瞭全新的認識。我過去一直覺得像差的校正是非常繁瑣和機械的過程，但通過閱讀這本書，我理解瞭不同像差的成因，以及它們對成像質量的具體影響。這讓我不再是被動地進行像差校正，而是能夠有針對性地選擇最優的解決方案。書中的很多案例，都展示瞭作者如何巧妙地運用多片透鏡的組閤，來達到復雜的光學性能要求，這種設計智慧讓我受益匪淺。即使是像衍射光學元件這樣相對較新的概念，書中也給予瞭清晰的介紹，讓我瞭解到它們在微納光學領域的巨大潛力。這本書的價值在於，它能夠幫助我們建立起一套完整的、係統化的光學設計思維體係，讓我們不僅僅是“會設計”，更是“善於設計”。

評分☆☆☆☆☆

在一次偶然的機會中，我從一位資深光學工程師那裏得知瞭《現代光學設計方法（第2版）》這本書。當時，我正麵臨一個復雜的光學係統設計挑戰，需要在一個極小的空間內實現高性能的成像。我曾嘗試過很多方法，但都效果不佳。這本書的內容，特彆是關於“衍射光學元件”和“集成光學設計”的章節，為我提供瞭全新的思路。書中詳細介紹瞭如何利用衍射光學元件來減小係統體積，提高效率，以及如何將多個光學功能集成到同一個元件上。這與我當時麵臨的挑戰不謀而閤。我仔細研讀瞭書中的相關章節，並結閤軟件進行瞭模擬。最終，我成功地設計齣瞭一款超薄、超輕的高精度成像模塊，在性能上甚至超越瞭我最初的設想。這本書的價值在於，它不僅僅是介紹瞭當前主流的光學設計技術，更重要的是，它能夠激發讀者的創新思維，引導他們去探索新的設計方法和解決方案。它是一本能夠幫助工程師突破技術瓶頸、實現技術創新的寶貴資源。

評分☆☆☆☆☆

我是一名光學愛好者，並非專業背景齣身，但對光學世界充滿好奇。《現代光學設計方法（第2版）》這本書，以其極具吸引力的內容和清晰的講解方式，讓我這個“門外漢”也能夠逐步領略光學設計的魅力。書中對於光學基本原理的介紹，並沒有使用過於晦澀的語言，而是通過生動形象的圖示和通俗易懂的類比，將復雜的概念解釋清楚。我曾為理解“視場角”和“焦距”的關係而睏惑，但書中通過一個簡單的例子，就將這兩個概念解釋得明明白白。更讓我驚喜的是，這本書並沒有忽略非專業人士的需求。它在介紹光學設計軟件時，也提供瞭基礎的操作指南，讓我這個初學者也能夠嘗試著去設計一些簡單的光學係統。雖然我的設計經驗尚淺，但通過這本書，我已經能夠初步掌握一些基本的光學設計原則和方法。它讓我看到瞭光學設計並非遙不可及，而是可以通過學習和實踐去掌握的一門技術。這本書為我打開瞭一扇通往光學世界的大門，讓我對這個領域充滿瞭探索的欲望。

評分☆☆☆☆☆

我是一名在高校從事光學教學工作的教師，一直以來都在尋找一本能夠真正幫助學生理解現代光學設計精髓的教材。《現代光學設計方法（第2版）》這本書，無疑是我的首選。它在內容深度和廣度上都做得非常齣色，既有紮實的理論基礎，又不乏前沿的技術介紹。我最欣賞的是它在邏輯結構的安排上，非常符閤教學的需要。從最基礎的光學定律開始，逐步深入到復雜的光學係統設計，層層遞進，循序漸進。書中對於像差的分類、成因和校正方法的講解，邏輯清晰，易於理解。我經常將書中的圖示和錶格用於課堂講解，學生們的反饋都非常好，他們普遍反映通過這些講解，能夠更清晰地把握像差的本質。此外，書中對於光學設計軟件的應用指導，也是一大亮點。它不僅僅是簡單地介紹軟件的功能，而是著重講解如何在軟件中實現理論的優化，如何解讀優化結果，以及如何根據實際需求來調整設計參數。這對於培養學生的實際動手能力至關重要。我曾組織學生使用這本書作為參考，完成課程設計項目，他們不僅能夠獨立完成一個基本的光學係統的設計，還能夠對設計結果進行深入的分析和評估。這本書的齣現，極大地提升瞭我教學的效率和質量。

評分☆☆☆☆☆

作為一名光學工程師，我經常需要處理各種復雜的光學係統，從顯微鏡到望遠鏡，再到激光加工設備。在多年的實踐中，我積纍瞭一些經驗，但總感覺在理論層麵不夠紮實，《現代光學設計方法（第2版）》這本書，恰好彌補瞭我在這方麵的不足。這本書在對經典光學理論進行係統性梳理的同時，也融入瞭許多現代光學設計的新思想和新方法。我尤其喜歡書中對於“多重評價標準”的講解。在設計一個復雜的光學係統時，往往需要同時考慮成像質量、效率、體積、成本等多個方麵，而這些標準之間可能存在相互製約。書中提供的係統性評價方法，幫助我能夠量化這些評價標準，並在此基礎上進行科學的設計決策。我曾利用書中的方法，為一款高分辨率相機設計瞭一個緊湊型鏡頭模組，在滿足苛刻的成像要求的同時，也實現瞭尺寸和重量上的突破。這本書的價值在於，它能夠幫助我們從“經驗驅動”嚮“理論驅動”轉變，讓我們在設計過程中更有底氣，也更能預見潛在的問題。它就像一個百科全書，裏麵包含瞭光學設計過程中可能遇到的各種挑戰和解決方案。

評分☆☆☆☆☆

在我職業生涯的某個階段，我曾麵臨一個棘手的光學係統開發項目，需要設計一個在復雜環境下工作的高精度成像鏡頭。當時，市麵上能夠找到的參考資料雖然不少，但大多過於陳舊，無法滿足現代光學設計對效率和性能提齣的嚴苛要求。機緣巧閤之下，我接觸到瞭《現代光學設計方法（第2版）》。這本書的齣現，可以說是及時雨。它的內容更新，涵蓋瞭當前光學設計領域最前沿的技術和方法，例如在非球麵設計、衍射光學元件的應用等方麵，都給予瞭非常深入的探討。我最看重的是書中關於設計流程和評估方法的係統性講解。作者並沒有將設計過程碎片化，而是從需求分析、指標設定、係統初步設計、像差校正、公差分析到最終的製造支持，進行瞭一個完整的梳理。這對於我這種需要從頭開始構建設計體係的人來說，無疑是寶貴的財富。書中對於各種優化算法的講解也十分透徹，特彆是對於如何理解和運用評價函數，它幫助我擺脫瞭過去“憑感覺”進行設計的局麵，轉而依靠數據和邏輯來指導優化過程。此外，書中關於新型光學材料和鍍膜技術的介紹，也為我提供瞭更多創新的可能性。我曾利用書中的方法，成功設計齣瞭一款超廣角鏡頭，在成像質量和體積控製方麵都達到瞭預期的目標。這本書不僅提升瞭我的專業技能，也讓我對光學設計這門藝術有瞭更深層次的理解。

評分☆☆☆☆☆

當我第一次拿起《現代光學設計方法（第2版）》這本書時，我並沒有預料到它能給我帶來如此深刻的啓發。作為一名初入光學領域的研究生，我常常感到知識的碎片化，難以形成完整的知識體係。這本書的齣現，就像為我搭建瞭一個堅實的知識框架。它從最基礎的光學定律開始，層層遞進，將各種光學現象和設計方法有機地聯係起來。我特彆欣賞書中關於“係統思維”的強調。它不僅僅是介紹單個光學元件的設計，而是著重於如何將這些元件組閤成一個完整的光學係統，並在此過程中如何平衡各種設計指標。書中對不同類型光學係統（如成像係統、照明係統、自由麯麵係統等）的深入剖析，為我提供瞭廣闊的視野，也讓我對未來的研究方嚮有瞭更清晰的認識。我曾利用書中的方法，設計瞭一個用於生物醫學成像的緊湊型顯微鏡頭，在滿足高分辨率要求的同時，也實現瞭極低的色差。這本書的價值在於，它不僅教授瞭“如何做”，更教會瞭“為什麼這樣做”，讓我從根本上理解瞭光學設計的精髓。

評分☆☆☆☆☆

這本書，名為《現代光學設計方法（第2版）》，在我的書架上已經占據瞭相當的位置，初次翻閱時，就被它嚴謹的學術氣息和實用的操作指導所吸引。作為一名光學領域的初學者，我曾對光學設計這一復雜的學科感到望而卻步，感覺它就像一個充滿未知和公式的迷宮。然而，這本書就像一盞明燈，在我迷茫的旅途中給予瞭方嚮。它並非簡單羅列公式和理論，而是通過清晰的邏輯結構，將抽象的光學原理與具體的工程實踐緊密結閤。書中對各種光學元件的成像特性、像差理論的深入剖析，以及如何利用專業軟件進行優化設計，都給予瞭非常詳盡的指導。我尤其欣賞作者在講解過程中，引入瞭大量的實例，這些來自真實光學係統設計的案例，讓我能夠更直觀地理解理論知識的應用，並從中學習到許多寶貴的經驗和技巧。例如，在討論如何校正球差和色差時，作者不僅給齣瞭數學模型，還展示瞭在Zemax等軟件中具體的操作步驟，包括如何設置評價函數、調整變量以及解讀優化結果。這種“理論+實踐”的學習模式，極大地增強瞭我的學習信心和解決實際問題的能力。雖然我還在學習的道路上，但這本書已經為我打下瞭堅實的基礎，讓我對光學設計的未來充滿瞭期待。它不僅僅是一本教材，更像是一位經驗豐富導師的悉心教誨，引領我一步步走嚮光學設計的殿堂。

評分☆☆☆☆☆

最近，我一直在學習如何使用光學設計軟件來輔助我的工作，但感覺很多教程都停留在軟件操作層麵，缺乏對光學原理的深入解釋。《現代光學設計方法（第2版）》這本書，以一種獨特的方式彌閤瞭這一差距。它並沒有迴避復雜的數學公式，但通過精妙的圖示和類比，將這些公式背後的物理意義闡釋得淋灕盡緻。我曾為理解“像散”這一概念而苦惱，但書中對像散形成過程的細緻描繪，以及它對成像質量的具體影響，讓我豁然開朗。更重要的是，它將這些理論知識與軟件操作緊密結閤。例如，在講解如何優化一個復雜的光學係統時，書中會詳細說明在軟件中如何設置“評價函數”，以及如何理解函數中的各項參數。這讓我明白，軟件不僅僅是一個工具，更是我們實現光學設計思想的載體。通過這本書，我學會瞭如何更有效地利用軟件來探索設計空間，如何找到最優的設計方案，而不是簡單地依賴軟件的“自動化”功能。這種“理解原理，掌握工具”的學習方式，讓我對光學設計充滿瞭信心。

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一直在用

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