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近轴光学系统建模与成像参数计算

📚 共计 30 章节

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近轴光学基础

光波与光线模型、折射定律与反射定律、全反射临界角、费马原理。

几何光学基础定律

近轴近似理论

傍轴条件、小角度近似、近轴光线追迹公式、符号规则。

傍轴近似追迹

单个折射球面成像

物像位置公式、垂轴放大率、轴向放大率、拉格朗日不变量。

球面成像放大率

共轴球面系统

转面公式、逐次成像法、等效光学系统、光阑与孔径。

共轴系统光阑

理想光学系统

基点与基面、高斯公式与牛顿公式、光学系统组合、焦距测量。

理想模型高斯光学

平面镜与棱镜系统

平面镜成像特性、反射棱镜展开、棱镜色散、光学平行平板。

光学材料与色差

玻璃种类与阿贝数、色散曲线、初级色差公式、消色差双胶合透镜。

材料色差校正

单色像差分类、赛德尔像差系数、波像差与几何像差、像差校正思路。

像差分类赛德尔

球差产生机理、球差表达式、球差曲线、非球面消球差。

球差非球面

彗差与像散

彗差成因、正弦条件、像散与场曲、匹兹万场曲。

畸变与色差

畸变类型与校正、倍率色差、位置色差、色差校正方法。

光阑与光瞳

孔径光阑、视场光阑、入瞳与出瞳、主光线与边缘光线。

景深与焦深

几何景深、衍射景深、焦深公式、超焦距。

光度学基础

辐射度量与光度量、发光强度与照度、亮度与光出射度、余弦辐射体。

光度学辐射度

像差平衡与优化

像差平衡原则、阻尼最小二乘法、评价函数构建、全局优化。

优化评价函数

双胶合透镜设计

初始结构计算、像差校正、玻璃选择、设计实例。

双胶合消色差

三片式物镜设计

库克三片式、天塞物镜、初始参数求解、像差分析。

三片式天塞

凯涅尔目镜、对称式目镜、出瞳距离、视场角与畸变。

显微物镜设计

数值孔径、平场消色差、油浸物镜、无限远校正系统。

望远系统设计

伽利略望远镜、开普勒望远镜、棱镜转像、分辨率极限。

望远镜分辨率

变焦系统原理

变焦方程、补偿组设计、机械补偿法、光学补偿法。

激光光学系统

高斯光束传播、q参数变换、透镜聚焦、准直与扩束。

高斯光束q参数

红外光学系统

红外材料、冷光阑效率、无热化设计、扫描成像系统。

红外无热化

照明系统设计

柯勒照明、临界照明、复眼透镜、光棒匀光。

投影光学系统

远心光路、投影物镜、数字光处理、照明均匀性。

光纤耦合系统

光纤数值孔径、耦合效率、单模光纤耦合、透镜光纤。

光谱仪光学系统

Czerny-Turner结构、光栅方程、分辨率、像散校正。

光谱仪光栅

光学设计软件应用

Zemax/OpticStudio基本操作、评价函数设置、优化与公差分析。

灵敏度分析、蒙特卡洛模拟、补偿器设计、良率预测。

公差蒙特卡洛

光学系统装调

定心与对准、干涉检测、波前检测、MTF测试与评价。