工程光學（第4版）

《工程光學（第4版）》是 2016年機械工業出版社出版的圖書

基本介紹

• ISBN：9787111519621
• 出版時間：2016-02-01

內容簡介

本書是“十二五”普通高等教育本科國家級規劃教材，是根據高等教育規劃教材的編寫要求，以及更新教材內容、反映現代科技發展和套用的原則，在普通高等教育“十一五”國家級規劃教材《工程光學（第3版）》基礎上重新修訂而成。本書編寫一貫堅持注重基本理論的論述，加強理論與工程實際的結合，突出現代光學與光學技術發展的指導思想。本書修訂後仍分為上、下兩篇，上篇為幾何光學和光學設計，下篇為物理光學。全書系統地介紹了工程光學的基本原理、方法和套用。

目錄

新版網路支持功能介紹

第4版前言

第3版前言

第2版前言

第1版前言

上篇幾何光學與光學設計第一章幾何光學基本定律與成像

概念1

第一節幾何光學的基本定律和原理1

一、光波與光線1

二、幾何光學的基本定律2

三、費馬原理5

四、馬呂斯定律6

第二節成像的基本概念與完善成像

條件6

一、光學系統與成像概念6

二、完善成像條件6

三、物、像的虛實7

第三節光路計算與近軸光學系統7

一、基本概念與符號規則7

二、實際光線的光路計算8

三、近軸光線的光路計算9

第四節球面光學成像系統10

一、單個折射面成像10

二、球面反射鏡成像11

三、共軸球面系統12

習題14

第二章理想光學系統16

第一節理想光學系統與共線成像

理論16

第二節理想光學系統的基點與基面18

一、無限遠的軸上物點對應的像點F′18

二、無限遠軸上像點對應的物點F19

三、物方主平面與像方主平面間的關係，

理想光學系統的基點和基面19

四、實際光學系統的基點位置和焦

距的計算20

第三節理想光學系統的物像關係21

一、圖解法求像21

二、解析法求像22

三、由多個光組組成的理想光學系

統的成像24

四、理想光學系統兩焦距之間的

關係25

第四節理想光學系統的放大率26

一、軸向放大率26

二、角放大率27

三、光學系統的節點27

四、用平行光管測定焦距的依據28

第五節理想光學系統的組合28

一、兩個光組組合分析29

二、多光組組合計算31

三、舉例32

第六節透鏡35

習題37

第三章平面與平面系統39

第一節平面鏡成像39

一、平面鏡成像原理39

二、平面鏡旋轉特性40

三、雙平面鏡成像40

第二節平行平板41

一、平行平板的成像特性42

二、平行平板的等效光學系統42

第三節反射稜鏡43

一、反射稜鏡的類型43

二、稜鏡系統的成像方向判斷47

三、反射稜鏡的等效作用與展開48

第四節折射稜鏡與光楔50

一、折射稜鏡的偏向角50

二、光楔及其套用52

三、稜鏡色散52

第五節光學材料53

一、透射材料的光學特性53

二、反射光學材料的光學特性56

習題56

Ⅹ工程光學第4版目錄

Ⅺ第四章光學系統中的光闌與

光束限制59

第一節光闌59

一、孔徑光闌59

二、視場光闌62

第二節照相系統中的光闌62

第三節望遠鏡系統中成像光束的

選擇64

第四節顯微鏡系統中的光束限制

與分析66

一、簡單顯微鏡系統中的光束限制66

二、遠心光路67

三、場鏡的套用67

第五節光學系統的景深68

一、光學系統的空間像68

二、光學系統的景深69

第六節數位照相機鏡頭的景深73

習題74

第五章光度學和色度學基礎77

第一節輻射量和光學量及其單位77

一、輻射量77

二、光學量78

三、光學量和輻射量間的關係79

第二節光傳播過程中光學量的變化

規律80

一、點光源在與之距離為r處的表面上

形成的照度80

二、面光源在與之距離為r處的表面上

形成的照度81

三、單一介質元光管內光亮度的

傳遞81

四、光束經界面反射和折射後的

亮度81

五、餘弦輻射體83

第三節成像系統像面的光照度84

一、軸上像點的光照度84

二、軸外像點的光照度84

三、光通過光學系統時的能量損失85

四、光學系統的總透射比87

第四節顏色的分類及顏色的表觀特徵87

一、顏色及其分類87

二、顏色的表觀特徵87

第五節顏色混合及格拉斯曼顏色混合

定律88

一、顏色混合88

二、格拉斯曼顏色混合定律88

第六節顏色匹配89

一、顏色匹配和顏色匹配實驗89

二、顏色方程式90

三、顏色匹配實驗的結論90

第七節色度學中的幾個概念90

一、顏色刺激90

二、三原色90

三、三刺激值90

四、光譜三刺激值或顏色匹配函式91

五、色品坐標及色品圖91

六、色度學中常用的光度學概念91

第八節顏色相加原理及光源色和物體

色的三刺激值93

一、顏色相加原理93

二、光源色和物體色的三刺激值93

第九節CIE標準色度學系統94

一、 CIE1931標準色度學系統94

二、 CIE1964補充標準色度學系統100

三、 CIE標準照明體和標準光源101

四、 CIE關於照明和觀察條件的規定102

五、 CIE色度學系統表示顏色的方法102

第十節均勻顏色空間及色差公式103

一、（x,y,Y）顏色空間是非均勻

顏色空間103

二、均勻顏色空間及相應的色差

公式104

第十一節顏色測量105

一、顏色測量原理105

二、顏色測量方法分類106

三、顏色測量方法106

習題107

第六章光線的光路計算及像差

理論108

第一節概述108

一、基本概念108

二、像差計算的譜線選擇109

第二節光線的光路計算109

一、子午面內的光線光路計算110

二、沿軸外點主光線細光束的光路

計算112

三、計算舉例113

第三節軸上點的球差114

一、球差的定義和表示方法114

二、球差的校正116

第四節正弦差和彗差118

一、正弦差118

二、彗差120

第五節場曲和像散121

一、場曲與軸外球差121

二、像散123

第六節畸變124

第七節色差126

一、位置色差、色球差和二級光譜126

二、倍率色差128

第八節像差特徵曲線與分析129

一、像差特徵曲線129

二、像差特徵曲線分析130

第九節波像差132

習題134

第七章典型光學系統137

第一節眼睛及其光學系統137

一、眼睛的結構——成像光學系統137

二、眼睛的調節及校正137

三、眼睛——輻射接收器139

四、眼睛的解析度139

五、眼睛的對準精度140

六、眼睛的景深140

七、雙目立體視覺141

第二節放大鏡142

一、視覺放大率142

二、光束限制和線視場143

第三節顯微鏡系統144

一、顯微鏡的視覺放大率144

二、顯微鏡的線視場145

三、顯微鏡的出瞳直徑145

四、顯微鏡的解析度和有效放大率145

五、顯微鏡的景深146

六、顯微鏡的照明方法147

七、顯微鏡的物鏡149

第四節望遠鏡系統149

一、望遠系統的解析度及工作放

大率150

二、望遠鏡的視場151

第五節目鏡152

第六節攝影系統155

一、攝影物鏡的光學特性155

二、攝影物鏡的景深157

三、攝影物鏡的類型157

四、數位相機(digital camera)159

第七節投影系統160

一、基本參數160

二、投影物鏡的結構型式161

三、照明系統162

四、基於DMD的投影光學系統162

五、DMD空間光調製器163

第八節變焦距光學系統164

一、變焦距光學系統的原理164

二、變焦距系統的變焦方程166

三、機械補償變焦系統169

第九節光學系統的外形尺寸計算171

一、轉像系統和場鏡171

二、帶有對稱透鏡轉像系統的望

遠鏡172

習題175

第八章現代光學系統179

第一節雷射光學系統179

一、高斯光束的特性179

二、高斯光束的傳播179

三、高斯光束的透鏡變換181

四、高斯光束的聚焦和準直183

五、高斯光束的整形184

六、LD光束特性及其整形186

第二節傅立葉（Fourier）變換光學

系統187

一、相干光學處理系統187

二、傅立葉變換物鏡的光學設計要求及

結構型式188

第三節掃描光學系統189

一、掃描方程式190

二、常用光學掃描形式190

三、掃描物鏡——fθ物鏡191

第四節光纖光學系統193

一、階躍型光纖的基本原理193

二、梯度折射率光纖194

三、光纖束的傳光、傳像特性197

四、光纖光學系統200

五、光纖面板與光錐201

第五節紅外光學系統201

一、紅外光學材料202

二、紅外光學系統的結構型式204

三、紅外光學系統的冷闌與冷闌

效率206

四、紅外光學系統的無熱化設計206

第六節特殊面型及特殊結構光學

系統207

一、自由曲面光學系統207

二、折/衍混合成像光學系統209

三、離軸反射式光學系統210

四、微透鏡及微透鏡陣列211

五、共形光學系統211

六、自適應光學系統212

習題213

Ⅻ第九章光學系統的像質評價214

第一節瑞利判斷與波前圖214

一、瑞利判斷（Rayleigh Judgement）214

二、波前圖（Wavefront Map）215

第二節中心點亮度與能量包容圖215

一、中心點亮度（Brightness

of Center Disk）215

二、能量包容圖（Encircled

Energy）215

第三節解析度與點擴散函式216

一、解析度（Resolving Power）216

二、點擴散函式（Point Spread

Function）218

第四節星點檢測法與點列圖218

一、星點檢測法（Star Test）218

二、點列圖（Spot Diagram）219

第五節光學傳遞函式評價成像質量220

一、利用MTF曲線來評價成像質量221

二、利用MTF曲線的積分值來評價

成像質量221

第六節其他像質評價方法222

一、方均根（RootMeanSquare，RMS）

統計評價222

二、光程差曲線與光線差曲線223

三、照度分析與光譜分析224

四、雜散光分析225

第七節光學系統的像差公差226

一、望遠物鏡和顯微物鏡的像差

公差226

二、望遠目鏡和顯微目鏡的像差

公差227

三、照相物鏡的像差公差228

習題228

第十章光學設計229

第一節PW形式的初級像差係數229

一、 PW的定義及PW形式的初級

像差係數229

......