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几何像差与波动光学评价对比与适用

共计 30 章节

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学习目标 · 课程结构 · 几何光学与波动光学的历史脉络及现代应…

课程导入学习目标

几何光学基础

光线模型 · 近轴近似 · 理想成像条件

几何光学基础光线模型

波动光学基础

光波方程 · 复振幅 · 相位

波动光学基础光波方程

几何像差概述

五种初级像差（球差 · 彗差 · 像散

几何像差概述五种初级像差

波动光学评价指标

波前像差 · 点扩散函数（PSF） · 调制传递函数（MTF）

波动光学评价指标波前像差

几何评价指标

光线扇形图 · 点列图 · 包围能量

几何评价指标光线扇形图

几何像差与波前像差的数学联系（如波前…

对比基础几何像差

适用场景分析

大像差系统（如广角镜头）为何适合几何… · 小像差系统（如衍射极限系统）为何需要…

适用场景分析大像差系统

衍射极限与像差容限

瑞利判据 · 马雷夏尔判据 · 衍射极限下的MTF截止频率

衍射极限像差容限

点扩散函数与线扩散函数的计算 · 测量及其在系统评价中的应用

MTF的定义 · 计算 · 测量方法

波前像差展开

Zernike多项式 · Seidel像差与Zernike系数…

波前像差展开Zernike

几何像差计算实战

使用光线追迹软件（如Zemax · Code V）计算球差 · 彗差等并输出点列图

几何像差计算实战Zemax

波动光学仿真实战

基于傅里叶光学计算PSF和MTF · 比较不同孔径形状的影响

波动光学仿真实战PSF

望远镜系统评价——为何必须用波动光学 · 如何用斯特列尔比判断像质

案例望远镜系统评价

摄影镜头评价——几何MTF与实测MT… · 以及如何平衡像差与衍射

显微物镜评价——高数值孔径下的矢量衍… · 几何近似失效

案例显微物镜评价

光刻投影系统——波前像差对成像质量的… · 以及Zernike拟合与补偿

案例光刻投影系统

混合评价方法

在光学设计中如何结合几何与波动评价 · 例如先几何优化再波动验证

混合评价方法光学设计

为什么几何MTF在高频处不准确？如何…

常见问题MTF

像差平衡中的“最佳焦面”选择——几何…

常见问题像差平衡

部分相干照明下的评价——如何从相干P…

常见问题部分相干照明下的…

工具与软件

主流光学设计软件中几何与波动评价模块…

干涉仪测量波前像差 · PSF/MTF测量台架 · 以及如何与理论对比

实验测量干涉仪测量波前像…

衍射理论中的菲涅尔与夫琅禾费近似 · 以及它们与几何像差的关系

进阶理论衍射理论

像差理论中的波像差函数与光线像差函数… · 以及像差场图

进阶理论像差理论

设计一个双胶合消色差透镜 · 分别用几何和波动评价其成像质量 · 并给出优化建议

综合实战设计一个双胶合消…

分析一个离轴三反系统 · 比较几何点列图与波前误差 · 确定系统是否达到衍射极限

综合实战分析一个离轴三反…

自由曲面光学与计算成像中的评价挑战 · 如何结合几何与波动方法

前沿专题自由曲面光学

课程总结与展望

回顾核心对比点 · 总结选择评价方法的决策树 · 并探讨未来趋势

课程总结回顾核心对比点