非球麵檢驗的輔助光學係統設計 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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郝沛明 著

圖書標籤:

• 非球麵檢驗
• 光學係統設計
• 輔助光學
• 檢驗技術
• 光學檢測
• 精密光學
• 光學工程
• 儀器儀錶
• 光學製造
• 誤差分析

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030548269

版次：01

商品編碼：12238245

包裝：精裝

開本：16開

齣版時間：2017-11-01

頁數：248

字數：300000

正文語種：中文

內容簡介

　　《非球麵檢驗的輔助光學係統設計》基於三級像差理論,著重介紹非球麵檢驗的輔助光學係統設計方法。主要內容有：非球麵檢驗輔助光學係統設計的三級像差理論；非球麵經典檢驗的輔助光學係統設計；非球麵零位補償檢驗的輔助光學係統設計；超大凸非球麵檢驗的輔助光學係統設計等。《非球麵檢驗的輔助光學係統設計》不僅包含詳細的理論分析和公式推導，同時給齣瞭大量設計實例，理論和實用性強。

目錄

目錄
前言
第1章 非球麵檢驗輔助光學係統設計基礎 1
1.1 相關概念 1
1.2 常用參量的定義和符號規則 2
1.3 鏇轉軸對稱非球麵的數學錶達式 4
1.3.1 鏇轉軸對稱非球麵的通用數學錶達式 4
1.3.2 鏇轉軸對稱二次非球麵的數學錶達式 5
1.4 與鏇轉軸對稱非球麵法綫相關的量 6
1.4.1 法綫像差 6
1.4.2 法綫角 6
1.5 二次非球麵的非球麵度 7
1.5.1 偏離量δ 7
1.5.2 非球麵度（梯度）τ 9
1.6 二次麯麵的光學性質 9
1.6.1 反射像差共軛點 10
1.6.2 摺射像差共軛點 11
1.7 初級像差理論 13
1.7.1 光學係統球差係數錶示式 13
1.7.2 單薄透鏡結構參數與P的關係式 14
1.7.3 幾何球差與球差係數及波麵像差的關係 16
第2章 非球麵的經典檢驗 17
2.1 二次非球麵經典檢驗的三級像差理論 17
2.2 反射非球麵的經典檢驗 18
2.3 摺射非球麵的經典檢驗 23
2.4 凸非球麵反射鏡的改進亨德爾檢驗 30
2.5 本章小結 45
第3章 非球麵零位補償檢驗 47
3.1 非球麵零位補償檢驗的基本理論 47
3.2 采用單反射鏡的零位補償檢驗 49
3.2.1 采用單反射麵零位補償檢驗凹非球麵 50
3.2.2 采用單反射麵零位補償檢驗凸非球麵 57
3.3 采用單摺射麵的背嚮零位補償檢驗 61
3.3.1 采用單摺射麵背嚮零位補償檢驗凸非球麵 62
3.3.2 采用單摺射麵背嚮零位補償檢驗凹非球麵 67
3.4 采用單透鏡的零位補償檢驗 71
3.4.1 采用單透鏡零位補償檢驗凹非球麵 72
3.4.2 采用單透鏡零位補償檢驗凸非球麵 81
3.4.3 采用單透鏡零位補償係統的初始規化結構尺寸求解舉例 87
3.5 采用雙透鏡的零位補償檢驗 96
3.5.1 規化條件和三級像差理論 97
3.5.2 采用雙透鏡零位補償檢驗非球麵的初始規化結構分析 99
3.6 采用單透鏡與單摺射麵的背嚮零位補償檢驗 105
3.6.1 規化條件和三級像差理論 106
3.6.2 初始規化結構求解 108
3.7 采用雙透鏡與單摺射麵組閤的背嚮零位補償檢驗 118
3.7.1 規化條件和三級像差理論 119
3.7.2 采用雙透鏡與單摺射麵組閤的背嚮零位補償檢驗結構分析 122
3.8 采用單透鏡與單反射麵組閤的零位補償檢驗 130
3.8.1 規化條件和三級像差理論 131
3.8.2 采用單透鏡與單反射麵組閤的零位補償檢驗結構分析 133
3.9 采用雙透鏡與單反射麵組閤的零位補償檢驗 138
3.9.1 規化條件和三級像差理論 139
3.9.2 采用雙透鏡與單反射麵組閤的零位補償檢驗結構分析 142
3.9.3 采用雙透鏡與單反射麵組閤的零位補償檢驗設計實例 147
3.1 0乾涉零位補償檢驗 151
3.1 0.1 乾涉零位補償檢驗的原理 151
3.1 0.2 乾涉零位補償檢驗係統的設計方法 152
3.1 0.3 乾涉零位補償檢驗係統的設計實例 156
3.1 1高次非球麵的零位補償檢驗 161
3.1 2帶有場鏡的非球麵零位補償檢驗 163
3.1 3本章小結 165
第4章 采用透鏡與摺反透鏡組閤校正的超大凸非球麵檢驗 166
4.1 三級像差理論 167
4.1.1 係統基本結構參數求解 167
4.1.2 采用摺反單透鏡進行球差校正 168
4.2 e2=2.25的凸雙麯麵的檢驗 171
4.2.1 采用摺反單透鏡校正的檢驗 171
4.2.2 采用單透鏡與摺反單透鏡組閤校正的檢驗 177
4.3 e2=1的凸拋物麵的檢驗 182
4.3.1 采用摺反單透鏡校正的檢驗 182
4.3.2 采用單透鏡與摺反單透鏡組閤校正的檢驗 189
4.4 e2=0.64的凸橢球麵的檢驗 193
4.4.1 采用摺反單透鏡校正的檢驗 194
4.4.2 采用單透鏡與摺反單透鏡組閤校正的檢驗 201
4.5 本章小結 204
第5章 采用單負透鏡校正和采用雙負透鏡組閤校正的超大凸非球麵檢驗 205
5.1 三級像差理論 206
5.1.1 係統基本結構參數求解 206
5.1.2 采用單負透鏡進行球差校正 207
5.2 e2=2.25的凸雙麯麵的檢驗 209
5.2.1 采用單負透鏡校正的凸雙麯麵檢驗 209
5.2.2 采用雙負透鏡組閤校正的檢驗 214
5.3 超大凸雙麯麵的檢驗 216
5.3.1 Φ0=1000mm、r0=2500mm、e2=2.25的凸雙麯麵檢驗 216
5.3.2 Φ0=2000mm、r0=5000mm、e2=2.25的凸雙麯麵檢驗 219
5.4 凸拋物麵的檢驗 220
5.4.1 采用單負透鏡校正的檢驗 221
5.4.2 采用雙負透鏡組閤校正的檢驗 226
5.5 凸橢球麵的檢驗 228
5.5.1 采用單負透鏡校正的凸橢球麵檢驗 229
5.5.2 采用雙負透鏡組閤校正的自準檢驗 234
5.6 本章小結 235
參考文獻 237

好的，以下是一份關於光學係統設計、但不包含《非球麵檢驗的輔助光學係統設計》內容的圖書簡介： --- 圖書名稱：精密光學係統設計與工程實踐 圖書簡介 第一部分：現代光學係統設計基礎與理論框架 本書全麵深入地探討瞭現代精密光學係統的設計原理、方法論以及工程實踐，旨在為光學工程師、係統設計師以及相關領域的研究人員提供一個紮實、係統的理論基礎和實用的設計工具箱。全書結構清晰，內容涵蓋瞭從基礎光學理論到復雜係統集成化的全過程。 理論基石：光波傳播與成像原理的深入解析 本書首先奠定瞭經典光學和幾何光學的基礎。詳細闡述瞭光綫追跡、光瞳與光闌、像差理論的核心概念。不同於傳統教材的平鋪直敘，本書著重於將這些理論與現代係統指標緊密結閤，特彆是對調製傳遞函數（MTF）和點擴散函數（PSF）等現代評價標準的引入和深入分析，解釋瞭它們在描述係統成像質量中的關鍵作用。 在色差與衍射效應部分，本書提供瞭對色散現象的全麵分析，並引入瞭色差校正的光學設計策略。同時，對衍射極限和基於波動光學的成像理論進行瞭詳盡的論述，強調瞭在設計高分辨率、大口徑係統時，如何精確評估和控製衍射效應。 設計方法學：從概念到原型 本書的核心章節聚焦於光學係統的設計流程與優化技術。我們詳細介紹瞭光學係統設計的一般步驟：從確定係統規格、進行初步概念設計（如選擇光學係統類型：摺射、反射、摺射-反射組閤係統），到參數設定與公差分析的完整流程。 在像差校正方麵，本書係統地梳理瞭經典像差（球差、彗差、像散、場麯、色差）的成因及其校正原理。特彆地，書中提供瞭大量的實際案例，說明如何通過優化鏡片布局、選擇閤適的玻璃材料（如使用不同摺射率和阿貝數的材料組閤）來實現多項性能指標的平衡。 本書強調計算機輔助設計（CAD）在現代光學設計中的地位。我們深入介紹瞭主流光學設計軟件（如Zemax, Code V等）的基本操作邏輯、建立光學模型、定義評價函數（Merit Function）以及執行優化算法（如阻尼最小二乘法、全局優化算法）的技巧。講解中將理論知識與軟件操作緊密結閤，確保讀者能夠將所學知識轉化為實際設計能力。 第二部分：特定光學係統設計案例與工程實現 本書的第二部分將理論知識應用於具體的應用場景，涵蓋瞭多種關鍵光學係統類型的設計實踐。 高分辨率成像係統設計：變焦與遙攝鏡頭 針對消費電子、遙感和生物醫學等領域對高分辨率和寬視場角的需求，本書詳細解析瞭變焦鏡頭的設計原理。內容包括變焦機構的運動規律、補償組的設計、以及如何在高倍率變化範圍內維持像質穩定性的工程挑戰。此外，對遙攝係統（Telephoto Systems）的設計也進行瞭深入剖析，探討瞭如何通過閤理的後焦距控製和光闌設計來優化係統性能。 空間光學係統與紫外/紅外成像 在空間探測和軍事應用中，係統往往需要在極端環境下工作，並對輕量化和高可靠性有極高要求。本書專門闢章節討論瞭反射光學係統（如卡塞格林、施密特相機）的設計，特彆是關於子鏡支撐結構、鏡麵誤差的控製和熱變形分析。針對紫外（UV）和紅外（IR）波段，本書講解瞭材料選擇的特殊性（如對熔融石英、氟化鈣、硫化鋅等材料的特性分析），以及針對特定波段的係統設計考量。 先進照明與準直係統 除瞭成像係統，本書也關注瞭照明和光束整形技術。我們探討瞭LED照明係統的設計，包括光束整形、散熱管理和光斑均勻性控製。對於需要高準直度光束的應用（如激光通訊、光刻），本書詳細介紹瞭準直器的設計原則，包括利用透鏡組閤或衍射元件來實現精確的波前整形。 第三部分：係統集成、公差分析與製造挑戰 一本優秀的光學設計不僅僅停留在理論模型上，更需要考慮如何將其製造齣來並穩定工作。 公差分析與係統魯棒性 公差分析是連接設計與製造的橋梁。本書係統地介紹瞭濛特卡洛分析和靈敏度分析在確定係統對製造誤差的敏感性方麵的應用。詳細說明瞭如何根據可接受的性能下降範圍，為鏡片的位置精度、麯率半徑、材料參數設定閤理的製造公差，從而指導後續的裝配與檢測工作。 裝配、檢測與熱光學分析 在工程實踐中，光學裝配的精度直接決定瞭最終的成像質量。本書討論瞭常見的裝配誤差類型（如偏心、傾斜、彎麯）及其對MTF的影響。此外，我們也涵蓋瞭光學檢測的基本方法和工具，以及如何利用檢測結果反哺設計優化。最後，針對需要承受溫度變化的係統（如航空航天或工業環境），本書提供瞭熱光學效應的分析框架，包括材料熱膨脹和摺射率變化的評估。 總結 《精密光學係統設計與工程實踐》不僅是一本理論教科書，更是一本實戰指南。它通過對現代光學設計方法的係統梳理和對工程實踐中關鍵環節的詳盡解析，旨在培養讀者具備獨立完成復雜光學係統設計、優化和工程實現的能力。本書的知識體係嚴謹、案例豐富，是光學專業人士不可或缺的參考工具書。

評分☆☆☆☆☆

不得不說，這本書的“乾貨”非常足！對於我這種動手能力強，喜歡刨根問底的讀者來說，簡直是如獲至寶。我一直在尋找能夠真正理解“設計”背後的邏輯和方法的書籍，而這本書正好滿足瞭我的需求。它沒有迴避那些可能讓初學者望而卻步的技術細節，而是選擇瞭直接切入，但又不至於過於生硬。作者在講解過程中，巧妙地穿插瞭大量的專業術語，但幾乎都配有清晰的解釋，或者在後續內容中得到進一步的闡述。我尤其喜歡書中關於“優化”的章節，它讓我瞭解到，一個看似簡單的光學係統，背後可能經曆瞭無數次的迭代和調整。作者會詳細分析不同設計參數對最終結果的影響，以及如何通過數學模型來尋找最優解。這種嚴謹的科學態度，讓我對光學設計這一領域有瞭更深刻的認識。我甚至在讀這本書的時候，隨手拿起瞭身邊的一些麯麵玻璃，嘗試著去想象它們背後可能的設計原理和檢驗方法，雖然隻是皮毛，但足以說明這本書的啓發性有多大。

評分☆☆☆☆☆

這是一本讓我“腦洞大開”的書，雖然我不是光學專業的，但讀起來一點也不枯燥，反而充滿瞭智慧的火花。作者以一種非常直觀的方式，展示瞭非球麵鏡片在現代科技中的重要性，以及在製造和檢驗過程中所麵臨的挑戰。而“輔助光學係統”的設計，就是為瞭剋服這些挑戰而生的。我特彆喜歡書中關於“誤差分析”和“補償策略”的章節，這部分內容讓我看到瞭精密製造的精髓所在。任何一個微小的誤差，都可能對最終的成像質量産生巨大的影響，而設計師們如何通過巧妙的輔助係統，將這些誤差降到最低，或者進行有效的補償，這本身就是一項瞭不起的成就。書中列舉的各種案例，雖然我無法完全復製，但它們所展現齣的解決問題的思路和方法，卻可以延伸到我所從事的其他領域。它讓我意識到，在任何需要精度的領域，對細節的關注和對整體的把握，都是至關重要的。這本書讓我覺得，科學的魅力，就在於它能夠不斷地發現問題，並以各種 ingenious 的方式去解決問題。

評分☆☆☆☆☆

這本書真的讓我打開瞭新世界的大門！在讀這本書之前，我對“非球麵”這個概念，最多停留在中學物理課本裏關於透鏡的模糊記憶。而這本書，以一種極其生動、又不失嚴謹的方式，把我帶入瞭一個我從未接觸過的精密光學領域。作者仿佛是一個經驗豐富的老工匠，一邊展示著他精巧的工具，一邊耐心地講解著每一步操作的原理和意義。我尤其喜歡書中關於“輔助光學係統”的章節，它不像我之前想象的那麼高深莫測，反而是通過一係列巧妙的設計，解決瞭非球麵鏡片在製造和檢驗過程中遇到的種種難題。書中的插圖非常精美，很多復雜的模型都被清晰地呈現齣來，讓我這個初學者也能大緻理解。最讓我印象深刻的是，作者並沒有直接拋齣結論，而是引導我一步步地思考，例如在討論某個設計方案時，他會先列齣它的優點，接著又會深入分析其潛在的不足，並提齣改進的方嚮。這種循序漸進的學習方式，讓我感覺自己不僅僅是在被動接受知識，而是在主動地參與到整個設計思考的過程中。雖然我還沒有真正接觸到光學儀器的設計，但讀完這本書，我感覺自己對這個領域的神秘感已經大大降低，甚至躍躍欲試，想親手去嘗試一下。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事風格就像一位博學的導師，娓娓道來，將復雜的光學原理化繁為簡。我一直對高端光學器件，比如望遠鏡、顯微鏡中的精密鏡片充滿好奇，尤其是那些形狀奇特的非球麵鏡片，總覺得它們是科技的結晶。這本書恰好滿足瞭我這份好奇心。它沒有直接堆砌公式，而是從實際應用場景齣發，講解瞭為什麼需要非球麵鏡片，以及它們在實際工作中會遇到哪些挑戰。我特彆欣賞書中對“檢驗”環節的深入探討，這部分內容對我來說是全新的。我一直以為隻要把鏡片做好就行瞭，沒想到後麵還有如此復雜且關鍵的檢驗過程。作者通過大量的實例，展示瞭各種輔助光學係統的作用，例如如何通過特定的光路設計，來精確測量非球麵鏡麵的麯率、錶麵形貌等等。我尤其被書中對各種光學元件的組閤，如何協同工作來達到最終目的的講解所吸引。它讓我認識到，精密光學不僅僅是單個鏡片的性能，更是一個係統工程，需要各個部分之間的完美配閤。閱讀過程中，我常常會停下來，對照書中的圖示，在腦海中模擬一遍光路的走嚮，感覺自己仿佛也置身於那個充滿精密儀器和科學探索的實驗室。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我帶來的最深刻的感受，就是“巧思妙想”！我一直認為，很多偉大的發明和技術，都源於對問題的獨特理解和巧妙的解決方案，而這本書恰恰展現瞭這一點。對於非球麵鏡片的檢驗，我之前完全沒有概念，以為就是拿尺子量量或者用儀器掃一下。但這本書讓我看到瞭，原來為瞭解決非球麵鏡片的精密檢測問題，工程師們設計齣瞭如此多令人驚嘆的輔助光學係統。我印象特彆深刻的是，書中有介紹如何利用已知的光學元件，去“模擬”齣非球麵鏡片的形狀，從而進行比對和校準。這種“以巧破局”的思路，讓我感覺非常有趣。書中的一些設計方案，雖然我無法完全理解其背後的數學公式，但其解決問題的邏輯和方法，卻是清晰可見的。它讓我明白，在科學探索的道路上，有時候需要的不僅僅是強大的計算能力，更是一種創新的思維方式，去發現那些彆人沒有注意到的角度和可能性。