光学镜头的优化设计

作者:毛文炜

丛书名:清华大学机械工程基础系列教材

定价:29元

印次:1-1

ISBN:9787302196921

出版日期:2009.06.01

印刷日期:2009.05.27

图书责编:王欣

图书分类:教材

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本书是为初学光学镜头的优化设计者们编写的教材,全书共5章: 光学镜头的优化设计概述;简单光学镜头优化设计实例;三片镜头优化设计实例;中等复杂镜头优化设计实例;适应法优化设计实例和全局优化设计实例。书中列有6个附录: 初级像差系数;平行平板的初级像差系数;薄透镜初级像差系数的PW表示式;双胶薄透镜的求解步骤;书中优化设计光学镜头实例所用光学设计程序OSLOLT 5.4(OSLO EDU 6.4.5)中部分像差表示的含义;双胶薄透镜P^0、Q^0表。书中介绍10余个光学镜头的优化设计实例,镜头不按通常的使用范畴归类划分,而是按它们的结构由简单到复杂的顺序介绍优化设计过程,这样优化设计过程的介绍大体是按照由易到难的顺序进行的。与讲述光学镜头设计的传统书籍不同,书中所介绍的每一个优化设计实例,都列有详细的优化设计过程,可以复现。 本书适用于对初级像差理论较为熟悉的光学工程、测控技术与仪器以及机电类专业大专院校师生和从事相关领域工作的工程技术人员阅读参考。

前言 为总结教学改革成果,配合新教学规划的落实,编写出新课程体系的系列教材,清华大学精密仪器与机械学系学术委员会组织相关课程的授课教师编写本科生教材。本书是该系列教材中的一本,内容主要涉及光学工程学科中的光学镜头的优化设计。 “光学透镜的设计既是科学又是艺术和技巧。它是科学,因为设计者们在用数学和科学定律(几何光学和物理光学)来度量和量化设计;它是艺术与技巧,因为各种有效结果常常取决于设计者的个人选择。如果把一个透镜设计问题交给12个不同的设计师,往往会得到12种不同的设计结果。这是因为光学透镜的设计问题与习惯的学术性问题是根本不同的。典型的教科书例题都有定义好的输入量和一个正确答案。与之相反,光学透镜设计问题通常都严重地定义不足,并且可能有许多差别很大的解。" 正因为如此,对于光学镜头设计的初学者来说,针对若干初步的设计练习题目,如果有步骤清楚、路线可行、结果可以复现的路,跟着一步一步地学走一遍,完整、清楚地了解整个设计过程,几个循环下来,可能对学习是有帮助的。更何况现代的光学镜头设计,都是在计算机上借助于光学镜头优化设计程序逐步完成的。事实上,“优化”是一个修改已有系统以提高像质的过程,缺乏过程的结果在初学者看来似乎是“来路不明”的,是难以模仿的,是难以学习的。基于这个认识,本书中的每一个设计实例都列有详细的步骤和优化设计过程,初学者可以沿着这条优化设计路线从初始结构出发得到最后的结果。 全书共5章。第1章简述光学镜头优化设计在光学设计中的地位,并简述镜头优化设计的数学原理,其目的在于使读者了解优化设计中的基本原理、思路、过程与一些应该注意之处,并介绍光学设计中的两...

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目录1 光学镜头的优化设计概述1

  1.1 引言1

  1.2 光学镜头设计中常用的两种最优化方法的数学原理3

1.2.1 适应法3

1.2.2 阻尼最小二乘法4

1.2.3 阻尼因子p、权重因子μj和评价函数5

1.2.4 边界条件62 简单光学镜头优化设计实例7

  2.1 He-Ne激光光束聚焦物镜的优化设计7

2.1.1 镜头片数及玻璃选择的考虑和初步分析8

2.1.2 以正前凸型为基础的高折射率双片镜头的优化设计11

2.1.3 以负前凸型和负前凹型为基础的高折射率双片镜头的优化设计22

  2.2 激光扫描物镜的优化设计32

2.2.1 自行构造评价函数优化设计激光扫描物镜 33

2.2.2 采用评价函数GENII优化设计激光扫描物镜42

2.2.3 进一步的考虑与优化44

  2.3 -5×显微物镜的优化设计47

2.3.1 依据初级像差理论求解初始结构47

2.3.2 玻璃对(BaK7,ZF3)基础上的优化50

2.3.3 玻璃对(K3,ZF2)基础上的优化55

2.3.4 玻璃对(ZF2,BaK2)基础上的优化61

2.3.5 Shannon设计法653 三片镜头优化设计实例72

  3.1 三片摄影物镜的优化设计73

3.1.1 Richard Ditteon三片摄影物镜的初始解73

3.1.2 Richard Ditteon三片摄影物镜的优化设计78

  3.2 三片数码相机物镜的优化设计89

  3.3 大孔径望远物镜优化设计实例1103

  3.4 大孔径望远物镜优化设计实例21214 中... 查看详情

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