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光学系统像差校正与分辨率优化

📚 共计 30 章节
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第1章
光学像差概论
像差的定义、分类（单色像差与色差）、像差校正的历史与意义。
基础概念
第2章
几何光学基础回顾
近轴光学、光线追迹、符号规则、理想光学系统概念。
基础几何光学
第3章
球差（Spherical Aberration）
产生机理、表达式、对成像的影响、正负球差。
单色像差球差
第4章
球差的校正方法
非球面、双胶合透镜、光阑位置优化、齐明点。
校正非球面
第5章
彗差（Coma）
定义、彗形光斑、正弦条件、阿贝正弦条件。
单色像差彗差
第6章
彗差的校正
对称结构、光阑位置、弯月形透镜。
校正对称结构
第7章
像散（Astigmatism）
子午与弧矢焦线、像散差、场曲的关系。
单色像差像散
第8章
像散的校正
分离透镜、柱面镜、像散补偿。
校正柱面镜
第9章
场曲（Curvature of Field）
匹兹万场曲、像面弯曲、平场设计。
单色像差场曲
第10章
场曲的校正
匹兹万和、厚透镜、弯月形透镜组。
校正匹兹万和
第11章
畸变（Distortion）
桶形畸变、枕形畸变、相对畸变、光学测量中的影响。
单色像差畸变
第12章
畸变的校正
对称光路、光阑位置、软件校正。
校正对称光路
第13章
色差（Chromatic Aberration）
位置色差（轴向色差）、倍率色差（横向色差）。
色差轴向横向
第14章
色差的校正
阿贝数、消色差双胶合、复消色差（APO）、超消色差。
校正APO阿贝数
第15章
波像差与瑞利判据
波前像差、瑞利1/4波长准则、斯特列尔比。
波像差瑞利判据
第16章
光学传递函数（MTF）
调制传递函数、相位传递函数、截止频率、MTF曲线解读。
MTF评价
第17章
分辨极限（Resolution Limit）
瑞利判据、阿贝极限、道斯判据、斯派罗判据。
分辨率判据
第18章
衍射极限系统
艾里斑、数值孔径（NA）、F数、衍射受限系统判定。
衍射NA艾里斑
第19章
像差与分辨率的耦合
像差对MTF的影响、像差容限、像差平衡。
耦合容限
第20章
Zernike多项式
Zernike多项式定义、与赛德尔像差的对应、波前拟合。
Zernike波前
第21章
光学设计软件中的像差分析
Zemax/Code V中的Seidel图、Ray Fan图、OPD图。
软件ZemaxCode V
第22章
像差测量方法
干涉法、哈特曼波前传感器、星点检验。
测量干涉哈特曼
第23章
人眼像差
人眼的主要像差、自适应光学矫正、波前引导LASIK。
人眼自适应光学LASIK
第24章
显微镜中的像差
物镜像差校正、平场物镜、复消色差物镜。
显微镜物镜平场
第25章
望远镜中的像差
卡塞格林系统像差、施密特校正板、RC系统。
望远镜卡塞格林施密特
第26章
照相物镜中的像差
双高斯镜头、广角镜头畸变控制、变焦镜头像差变化。
照相双高斯变焦
第27章
激光光学中的像差
高斯光束像差、热透镜效应、像差对光束质量M²的影响。
激光高斯光束M²
第28章
非球面与自由曲面
非球面像差校正原理、自由曲面在离轴系统中的应用。
非球面自由曲面离轴
第29章
像差优化策略
局部优化、全局优化、锤形优化、像差平衡与权重设置。
优化全局锤形
第30章
综合案例：双胶合消色差透镜设计
设计一个双胶合消色差透镜，从像差分析到优化全流程。
综合案例双胶合