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光学系统初始结构设计与参数建模

📚 共计 30 章节
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第1章
光学设计概述
光学系统的基本概念、光学设计流程、初始结构的重要性。
基础入门
第2章
几何光学基础
光线传播定律、反射与折射定律、光路可逆原理。
基础定律
第3章
近轴光学与高斯光学
近轴近似条件、高斯公式、牛顿公式、物像关系。
理论核心
第4章
光学系统参数
焦距、F数、视场角、入瞳/出瞳、孔径光阑。
参数定义
第5章
像差理论入门
球差、彗差、像散、场曲、畸变、色差的基本概念。
像差进阶
第6章
初始结构来源
专利文献、镜头数据库、经验公式、缩放法。
方法资源
第7章
ZEMAX/OpticStudio界面
主窗口、镜头数据编辑器(LDE)、评价函数编辑器(MFE)。
软件操作
第8章
系统通用参数设置
孔径类型、视场定义、波长设置、单位设置。
设置基础
第9章
面型参数输入
标准面、非球面、偶次非球面、奇次非球面。
面型输入
第10章
曲率半径与厚度
符号规则、厚度正负、边缘厚度与中心厚度。
参数规则
第11章
玻璃材料选择
玻璃库、折射率、阿贝数、部分色散、dn/dt。
材料玻璃
第12章
光阑与光瞳设置
光阑面位置、浮动光阑、入瞳直径与F数关系。
光阑设置
第13章
视场与波长设置
多视场定义、权重分配、多波长设置、主波长。
视场波长
第14章
评价函数构建
默认评价函数、操作数类型、权重、目标值。
优化评价
第15章
常用操作数
SPHA、COMA、ASTI、FCUR、DIST、AXCL、LACL。
操作数像差
第16章
优化变量设置
曲率、厚度、玻璃、非球面系数作为变量。
变量优化
第17章
局部优化与全局优化
阻尼最小二乘法、全局搜索算法、锤形优化。
算法优化
第18章
像质评价方法
点列图(RMS半径)、MTF曲线、波前图、包围圆能量。
评价像质
第19章
公差分析入门
灵敏度分析、反灵敏度分析、蒙特卡洛分析。
公差分析
第20章
双胶合透镜设计实例
从初始结构到优化完成的全流程。
实例设计
第21章
三片式库克三片镜设计
初始结构选取、优化、像差校正。
实例经典
第22章
双高斯镜头设计
对称结构、像差平衡、大孔径设计。
实例对称
第23章
远心镜头设计
物方远心、像方远心、双远心结构。
实例远心
第24章
广角镜头设计
反远距结构、畸变控制、大视场校正。
实例广角
第25章
变焦镜头原理
光学补偿、机械补偿、变倍组与补偿组。
原理变焦
第26章
激光扩束镜设计
伽利略结构、开普勒结构、波像差控制。
实例激光
第27章
照明系统设计
柯勒照明、临界照明、均匀性优化。
照明设计
第28章
非成像光学
自由曲面、TIR透镜、复眼透镜设计。
非成像自由曲面
第29章
光学薄膜与镀膜
增透膜、高反膜、分光膜、膜系设计软件。
薄膜镀膜
第30章
设计报告撰写
参数表格、像质图、公差表、加工图纸要求。
报告规范