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第1章 幾何光學(xué)基礎(chǔ) 1
1.1 光傳播的基本概念 1
1.1.1 光源 1
1.1.2 光線(xiàn) 1
1.1.3 光學(xué)介質(zhì) 2
1.2 光傳播的基本定律 2
1.2.1 光的直線(xiàn)傳播定律 3
1.2.2 光的獨(dú)立傳播定律 3
1.2.3 反射定律和折射定律 3
1.3 光學(xué)傳播現(xiàn)象 4
1.3.1 光路可逆 4
1.3.2 全反射現(xiàn)象 4
1.4 費(fèi)馬原理 5
1.4.1 光程 5
1.4.2 費(fèi)馬原理的數(shù)學(xué)表達(dá)式 5
1.4.3 光傳播定律的證明 5
習(xí)題 7
第2章 理想光學(xué)系統(tǒng) 8
2.1 理想光學(xué)成像的概念 8
2.1.1 物點(diǎn)和像點(diǎn) 8
2.1.2 物像的虛實(shí) 9
2.1.3 物空間和像空間 9
2.2 理想光學(xué)系統(tǒng)的基點(diǎn)、基面 9
2.2.1 理想光學(xué)系統(tǒng)的主點(diǎn)、主平面、焦點(diǎn)、焦面 9
2.2.2 共軸理想光學(xué)系統(tǒng)的表示方法 11
2.3 作圖法求像 12
2.3.1 軸外物點(diǎn)成像 12
2.3.2 軸上物點(diǎn)成像 12
2.3.3 虛物成像 12
2.3.4 負(fù)焦距光系統(tǒng)成像 13
2.4 解析法求像 13
2.4.1 符號(hào)規(guī)則 13
2.4.2 像的位置 14
2.4.3 像的大小 14
2.5 多光組光學(xué)系統(tǒng)主平面和焦點(diǎn)位置的求解 16
2.6 多光組光學(xué)系統(tǒng)求像 17
2.6.1 像的位置 17
2.6.2 像的大小 17
2.7 雙光組光學(xué)系統(tǒng) 19
2.8 節(jié)平面和節(jié)點(diǎn) 21
2.8.1 概念 21
2.8.2 應(yīng)用 22
習(xí)題 23
第3章 球面成像 26
3.1 折射球面成像計(jì)算 26
3.1.1 符號(hào)規(guī)則 26
3.1.2 成像計(jì)算公式 27
3.2 折射球面成像不理想 28
3.3 球面近軸成像 30
3.4 單個(gè)折射球面近軸成像 30
3.4.1 物像位置關(guān)系式 30
3.4.2 物像大小關(guān)系式 31
3.5 共軸球面系統(tǒng)近軸成像 33
3.6 單個(gè)折射球面的基點(diǎn)和基面 35
3.6.1 主平面 35
3.6.2 焦點(diǎn)和焦距 35
3.6.3 節(jié)點(diǎn) 36
3.7 球面反射鏡 36
3.8 透鏡的主平面和焦點(diǎn) 37
習(xí)題 39
第4章 轉(zhuǎn)像系統(tǒng) 41
4.1 透鏡轉(zhuǎn)像 41
4.2 平面鏡轉(zhuǎn)像 42
4.2.1 平面鏡 42
4.2.2 平面鏡對(duì)光的偏轉(zhuǎn)特性 43
4.2.3 雙平面鏡 43

4.3 平行平板 44
4.4 反射棱鏡 46
4.4.1 單反射棱鏡 46
4.4.2 屋脊棱鏡 47
4.4.3 棱鏡組合 47
4.4.4 棱鏡成像方向的判斷 48
4.4.5 棱鏡的展開(kāi) 50
4.4.6 棱鏡外形尺寸的求解 52
習(xí)題 53
第5章 光闌 58
5.1 孔徑光闌 58
5.1.1 孔徑光闌的概念 58
5.1.2 孔徑光闌的特點(diǎn) 58
5.1.3 入射光瞳和出射光瞳 59
5.1.4 孔徑光闌的確定方法 60
5.1.5 與孔徑光闌相關(guān)的概念 61
5.2 視場(chǎng)光闌 62
5.2.1 視場(chǎng)光闌的概念 62
5.2.2 入射窗和出射窗 62
5.2.3 視場(chǎng) 63
5.2.4 視場(chǎng)光闌的確定方法 63
5.3 漸暈光闌 63
5.3.1 漸暈光闌的概念 63
5.3.2 漸暈光闌的特點(diǎn) 64
5.3.3 漸暈系數(shù) 65
5.4 孔徑光闌的應(yīng)用—遠(yuǎn)心光路 67
5.4.1 物方遠(yuǎn)心光路 68
5.4.2 像方遠(yuǎn)心光路 69
習(xí)題 70
第6章 光能傳播 72
6.1 立體角 72
6.2 輻射量 73
6.2.1 輻射通量 73
6.2.2 輻射強(qiáng)度 74
6.2.3 輻射出射度 74
6.2.4 輻射照度 74
6.2.5 輻射亮度 75
6.3 光學(xué)量 75
6.3.1 光通量 76
6.3.2 發(fā)光強(qiáng)度 77
6.3.3 光出射度 77
6.3.4 光照度 78
6.3.5 光亮度 79
6.4 光傳播過(guò)程中的光亮度變化規(guī)律 81
6.4.1 單一均勻介質(zhì)中光管內(nèi)光亮度的傳遞 81
6.4.2 介質(zhì)分界面處光亮度的傳遞 82
6.5 成像系統(tǒng)像平面的光照度 84
6.5.1 軸上像點(diǎn)的光照度 84
6.5.2 軸外像點(diǎn)的光照度 84
6.6 光學(xué)系統(tǒng)中透射率的計(jì)算 85
6.6.1 反射損失求解 85
6.6.2 吸收損失求解 86
習(xí)題 87
第7章 幾何像差 89
7.1 單色像差 89
7.1.1 球差 89
7.1.2 彗差 92
7.1.3 場(chǎng)曲 94
7.1.4 像散 96
7.1.5 畸變 98
7.2 色差 100
7.2.1 位置色差 101
7.2.2 倍率色差 102
習(xí)題 103
第8章 像質(zhì)評(píng)價(jià) 104
8.1 設(shè)計(jì)階段 104
8.1.1 點(diǎn)列圖 104
8.1.2 包圍圓能量 104
8.1.3 瑞利判據(jù)、波前圖 105
8.1.4 中心點(diǎn)亮度 106
8.1.5 點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù) 106
8.2 產(chǎn)品檢測(cè)階段 107
8.2.1 分辨率法 107
8.2.2 星點(diǎn)法 107
8.3 光學(xué)傳遞函數(shù) 108
8.3.1 非相干光學(xué)系統(tǒng)：低通線(xiàn)性濾波器 108
8.3.2 調(diào)制度 109
8.3.3 用MTF曲線(xiàn)評(píng)價(jià)光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量 110
習(xí)題 111
第9章 典型光學(xué)系統(tǒng) 113
9.1 照相機(jī) 113
9.1.1 照相機(jī)結(jié)構(gòu)和原理 113
9.1.2 照相機(jī)的光闌 113
9.1.3 照相機(jī)景深 113
9.2 眼睛 115
9.2.1 結(jié)構(gòu) 115
9.2.2 眼睛的視度調(diào)節(jié)與校正 116
9.3 目視光學(xué)儀器 119
9.4 放大鏡 120
9.4.1 視放大率 120
9.4.2 光闌 121
9.4.3 視場(chǎng) 122
9.5 顯微鏡 123
9.5.1 光學(xué)結(jié)構(gòu) 123
9.5.2 系統(tǒng)的焦距 123
9.5.3 視放大率 123
9.5.4 光闌 125
9.5.5 分辨率 126
9.5.6 顯微鏡物鏡 127
9.6 望遠(yuǎn)鏡 128
9.6.1 光學(xué)結(jié)構(gòu) 128
9.6.2 視放大率 129
9.6.3 望遠(yuǎn)鏡的光闌和視場(chǎng) 129
9.6.4 分辨率 132
9.6.5 工作放大率 132
9.6.6 望遠(yuǎn)鏡物鏡 133
9.7 目鏡 135
習(xí)題 137
參考文獻(xiàn) 139