光学系统设计——理论、仿真与系统检测
安徽省一流本科课程建设教材,面向新工科,阐述光学设计基础理论与实践案例,融入课程思政,53个设计案例文件,276分钟视频讲解,配套教学课件、教学大纲、电子教案等,教育部高等学校电子信息类专业教学指导委员会规划教材

作者:张磊

丛书名:普通高等教育电子信息类专业系列教材

定价:69元

印次:1-1

ISBN:9787302694106

出版日期:2025.08.01

印刷日期:2025.07.25

图书责编:刘星

图书分类:教材

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"《光学系统设计——理论、仿真与系统检测》从光学设计的目标出发,介绍了光学设计的具体方法、工具(辅助设计软件)、设计思路、实践案例(常见光学系统和前沿光学系统的设计案例)和实际光学系统的评测方法等全链条知识体系。 全书共分为3部分。第一部分为光学设计的理论、工具与基础方法(第1章~第4章):介绍了光学设计目标、光学设计理论与方法基础(像差及其控制)、以Zemax为代表的计算机辅助设计工具的使用及利用Zemax软件控制像差的实操方法; 第二部分为典型光学系统设计理念与Zemax设计实践(第5章~第11章):介绍了望远系统、显微系统、摄影系统、投影系统、变焦结构、干涉仪、高斯光学系统和其他非成像光学系统的设计思路与设计案例;第三部分为实际光学系统与光学表面检测技术介绍(第12章~第14章):介绍了成像光学系统、激光光学系统及各类光学元件表面的检测技术理论与方法,形成了光学设计工作的闭环。 为便于读者高效学习,快速掌握光学设计基础理论与实践案例,《光学系统设计——理论、仿真与系统检测》作者精心制作了完整的教学课件、53个Zemax设计案例文件以及丰富的配套设计视频教程。 《光学系统设计——理论、仿真与系统检测》适合作为高等院校光电信息科学与工程相关专业高年级本科生、研究生的教材,同时可供光学设计人员、广大科技工作者和研究人员自学参考。 "

前言 一、 为什么要写这本书 从高精尖领域精密光学仪器(如光刻机),到医用领域的各类光学窥镜,再到民用领域的手机摄像头和监控镜头,无一不凸显了光学设计在国民经济各个行业领域的重要地位。与之形成鲜明对比的是,具有独立光学设计能力的人才相对较少,国内中小型企业、高校与科研院所的光学设计人才相对稀缺。从全国范围来看,对于光电类专业毕业生最为匹配的工作岗位为光学工程师或光学设计工程师岗位,其中大部分岗位要求毕业生掌握一门光学设计软件。 光学设计类课程从像差理论和像质评价手段出发,描述各类典型光学元件与系统的设计原理及依托软件的自动设计方法等内容,其既是一门应用性极强的课程,也是一种相对独立的技术手段,在本科学习阶段与“光学”“工程光学”等课程紧密关联,是光电信息类专业学生的重要知识组成部分和全周期工程教育的重要环节。 书不一定非要写得深奥和高大全,但要让初学者有兴趣学下去,学习过程中获得满足感,且可以适应不同兴趣、知识需要、学习层次的学习需求。本书以经济社会发展与行业需求为导向,充分对焦“以学生为中心,产出为导向”的新工科教育理念,致力于打造理论与实践一体化、认知与创造一体化的新工科教材。 二、 本书特色 (1) 本书重塑了传统光学设计教材内容,建立了循序渐进的全链条知识体系。一方面顺应学习特点,摒弃了关于传统光学系统初始结构计算的大量复杂公式,以培养学习自信为出发点,使读者在学习过程中主动探索光学系统初始结构的计算过程。另一方面增添了实际光学系统与光学表面的加工检测技术内容,注重设计与加工检测的衔接,建立了光学设计—加工—检测的全链条知识体系。本书在...

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配套资源

第1章光学设计目标

1.1光学成像的本质

1.1.1理想成像

1.1.2小孔成像

1.2成像光线追迹的启示

1.2.1光学系统基本概念

1.2.2光线追迹结论:  像差

习题

第2章光学像差与光学系统评价

2.1几何像差

2.1.1球差

2.1.2彗差

2.1.3像散

2.1.4场曲

2.1.5畸变

2.1.6复色像差

2.1.7几何像差计算

2.2波像差

2.2.1波像差的定义

2.2.2波像差的泽尼克多项式描述

2.3设计阶段的光学系统评价方法

2.3.1几何光学评价方法

2.3.2物理光学评价方法

2.3.3信息光学评价方法

习题

第3章光学设计软件Zemax辅助设计

视频讲解: 51分钟,8集

3.1Zemax界面与参数简介

3.1.1用户界面

3.1.2光学系统基本参数设定

3.2Zemax坐标定义与变换

3.3Zemax光学系统像质评价

3.4Zemax优化设计

3.4.1优化函数定义

3.4.2优化操作流程

3.4.3单透镜优化实操

3.4.4优化变量的solve类型

3.5Zemax辅助光学设计总体思路

习题

第4章Zemax像差矫正设计基础

视频讲解: 72分钟,4集

4.1轴上球差矫正

4.1.1缩小相对口径

4.1.2曲率匹配

4.1.3多透镜分裂光焦度

4.... 查看详情

"《光学系统设计——理论、仿真与系统检测》从像差理论和像质评价手段出发,描述各类典型光学元件与系统的设计原理以及依托软件的自动设计方法等内容,其既是一门应用性极强的课程,也是一门相对独立的技术手段,在本科学习阶段与“光学”“工程光学”等课程紧密关联,是光电信息类专业学生的重要知识组成部分和全周期工程教育的重要环节。《光学系统设计——理论、仿真与系统检测》以经济社会发展与行业需求为导向,充分对焦“以学生为中心,产出为导向”的新工科教育理念,致力于打造理论与实践一体化、认知与创造一体化的新工科教材。

重塑经典,循序渐进  顺应学习特点,摒弃了关于传统光学系统初始结构计算的大量复杂公式,以培养学习自信为出发点,使得读者在学习过程中主动探索光学系统初始结构的计算过程。

体系完备,图例丰富  增添了实际光学系统与光学表面的加工检测技术内容,注重设计与加工检测的衔接,建立了光学设计-加工-检测的全链条知识体系。编写结构中体现学习的过程性,提供丰富细腻的,方便理解,适应不同兴趣、知识层次的学习需求。

关注前沿,落脚实践  注重几何光学、物理光学、信息光学知识的交叉融合,体现学科价值,并反映部分近期研究成果。提供了大量设计实践案例操作视频,案例编写贴近经济社会发展需求,关注国家发展战略。

资源丰富,易教易学  提供了微课视频、教学课件、教学大纲、习题答案等教学资源,方便教学和自学。


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