基本信息
書名:ZEMAX光學設計超級學習手冊
定價:59.00元
作者:林曉陽著
齣版社:人民郵電齣版社
齣版日期:
ISBN:9787115345851
字數:
頁碼:
版次:1
裝幀:平裝
開本:16開
商品重量:0.4kg
編輯推薦
內容全麵,結構清晰;
講解細緻,循序漸進。
工程應用實例豐富;所有實例均經過精心設計與篩選,代錶性強。
內容提要
《ZEMAX光學設計超級學習手冊》以ZEMAX 2010作為軟件平颱,詳細講解瞭ZEMAX在光學設計中的使用方法與技巧,幫助讀者盡快掌握ZEMAX這一光學設計工具。 《ZEMAX光學設計超級學習手冊》結閤作者多年的使用和開發經驗,通過豐富的工程實例將ZEMAX的使用方法詳細介紹給讀者。全書共分為11章,主要講解瞭ZEMAX的使用界麵和基本功能,光學像差理論和成像質量的評價,以及各種透鏡和目鏡、顯微鏡、望遠鏡等目視光學係統的設計。 《ZEMAX光學設計超級學習手冊》注重基礎,內容詳實,突齣實例講解,既可以作為光學設計人員、科研人員等相關專業人士的工具書,也可以作為相關專業高年級本科生、研究生的學習教材。
目錄
目 錄
章 ZEMAX入門 1
1.1 ZEMAX的啓動與退齣 1
1.2 用戶界麵 3
1.2.1 窗口類型 4
1.2.2 主窗口介紹 4
1.2.3 文件菜單 5
1.2.4 編輯菜單 6
1.2.5 係統菜單 16
1.2.6 分析菜單 20
1.2.7 工具菜單 20
1.2.8 報告菜單 29
1.2.9 宏指令菜單 32
1.2.10 外擴展菜單 32
1.2.11 窗口菜單 33
1.2.12 幫助菜單 34
1.3 ZEMAX常用操作快捷鍵 34
1.3.1 放棄長時間計算 34
1.3.2 快捷方式的總結 35
1.4 本章小結 36
第2章 像質評價 37
2.1 外形圖 37
2.1.1 二維外形圖 37
2.1.2 3D外形圖 38
2.1.3 陰影圖 39
2.1.4 元件圖 39
2.1.5 ISO元件圖 41
2.2 幾何光學像質量評價 41
2.2.1 特性麯綫 41
2.2.2 點列圖 43
2.2.3 調製傳遞函數 46
2.2.4 點擴散函數 48
2.2.5 波前 51
2.2.6 麯麵 52
2.2.7 均方根 53
2.2.8 像差係數(Aberration Coefficients) 54
2.2.9 雜項(Miscellaneous) 56
2.3 能量分析 61
2.3.1 能量分布 62
2.3.2 照度 62
2.4 像分析 64
2.4.1 模擬圖像 64
2.4.2 雙目分析 68
2.4.3 計算 68
2.5 其他 69
2.5.1 玻璃和梯度摺射率 69
2.5.2 通用圖錶 70
2.5.3 偏振狀態 71
2.5.4 鍍膜(Coatings) 72
2.5.5 物理光學(Physical Optics) 73
2.6 本章小結 73
第3章 初級像差理論與像差校正 74
3.1 幾何像差與像差錶示方法及像差校正 74
3.1.1 球差 74
3.1.2 慧差 79
3.1.3 像散 85
3.1.4 場麯 89
3.1.5 畸變 95
3.1.6 色差(ColorAberration) 98
3.2 厚透鏡初級像差 103
3.3 薄透鏡初級像差 105
3.4 像差校正和平衡方法 106
3.5 本章小結 106
第4章 ZEMAX基本功能詳解 107
4.1 ZEMAX 3種優化方法 107
4.1.1 優化方法選擇 107
4.1.2 Global Search和Hammer Optimization區彆 108
4.1.3 局部優化(Optimization)缺點 112
4.1.4 全局搜索優勢 112
4.2 ZEMAX評價函數使用方法 114
4.2.1 優化中的術語定義 114
4.2.2 評價函數方程錶達 115
4.2.3 波前優化方法 118
4.2.4 光斑尺寸優化方法 120
4.2.5 角譜半徑優化方法 121
4.3 ZAMAX多重結構使用方法 122
4.3.1 實例一:模擬元件的變化 123
4.3.2 實例二:衍射級次顯示 127
4.3.3 實例三:分光闆模擬 131
4.4 ZAMAX坐標斷點使用方法 137
4.4.1 ZEMAX坐標係 137
4.4.2 自帶坐標斷點使用方法 139
4.4.3 坐標斷點麵使用方法 139
4.4.4 樣例一:鏇轉角度的優化方法 140
4.4.5 樣例二:使用坐標斷點尋找主光綫位置及方嚮 143
4.4.6 樣例三:坐標返迴的使用方法 144
4.5 本章小結 147
第5章 公差分析 148
5.1 公差 148
5.1.1 誤差來源 148
5.1.2 設置公差 149
5.1.3 公差操作數 149
5.2 默認公差的定義 150
5.2.1 錶麵公差 151
5.2.2 元件公差 152
5.3 公差分析3種法則 153
5.3.1 靈敏度分析 153
5.3.2 反轉靈敏度分析 154
5.3.3 濛特卡羅分析 154
5.4 公差過程的使用 157
5.4.1 公差分析的執行 157
5.4.2 雙透鏡的公差分析 160
5.5 本章小結 166
第6章 非序列模式設計 167
6.1 ZEMAX中非序列模型介紹 167
6.1.1 模型類彆 167
6.1.2 麵元反射鏡 168
6.1.3 光源分布 169
6.1.4 棱鏡 172
6.1.5 光綫分束 173
6.1.6 散射 175
6.1.7 衍射光學元件 177
6.1.8 相乾模擬 178
6.1.9 復雜幾何物體創建 179
6.1.10 吸收分析 181
6.2 創建非序列光學係統 182
6.2.1 建立基本係統特性 183
6.2.2 創建反射鏡 185
6.2.3 光源建模 186
6.2.4 鏇轉光源 187
6.2.5 放置探測器 189
6.2.6 跟蹤分析光綫探測器 190
6.2.7 增加凸透鏡 192
6.2.8 光綫跟蹤分析和偏振損耗 194
6.2.9 增加矩形ADAT光縴 195
6.2.10 使用跟隨解定位探測器 198
6.2.11 整個係統光綫追跡 198
6.3 將序列麵改成非序列物體 199
6.3.1 轉變NSC的工具 199
6.3.2 初始結構 200
6.3.3 使用轉換工具 202
6.3.4 插入非序列光源 203
6.3.5 插入探測器物體 205
6.4 模擬混閤式非序列(NSC with Ports) 208
6.4.1 序列/非序列模式 208
6.4.2 建立非序列組件 211
6.4.3 定義多焦透鏡 212
6.4.4 帶狀優化 215
6.4.5 目標局部 216
6.4.6 係統性能 217
6.4.7 運行影像分析性能之優化 218
6.4.8 終設計 219
6.5 優化非序列光學係統 219
6.5.1 Damped Least Squares和Orthogonal Descent 220
6.5.2 建立係統 222
6.5.3 評價函數 223
6.5.4 自由麯麵反射鏡 224
6.5.5 優化 226
6.6 本章小結 228
第7章 基礎設計實例 229
7.1 單透鏡設計 229
7.1.1 ZEMAX序列模式簡介 229
7.1.2 單透鏡係統參數 231
7.1.3 單透鏡初始結構 233
7.1.4 單透鏡的變量與優化目標 235
7.1.5 單透鏡優化結果分析與改進設計 237
7.2 雙膠閤消色差透鏡設計 240
7.2.1 雙膠閤透鏡設計規格參數及係統參數輸入 241
7.2.2 雙膠閤透鏡初始結構 242
7.2.3 設置變量及評價函數 244
7.2.4 優化及像質評價 245
7.2.5 玻璃優化——校正色差 247
7.3 牛頓望遠鏡設計 249
7.3.1 牛頓望遠鏡來源簡介及設計規格 249
7.3.2 牛頓望遠鏡初始結構 251
7.3.3 添加反射鏡及遮攔孔徑 253
7.3.4 修改反射鏡以提高MTF 258
7.4 變焦鏡頭設計 260
7.4.1 變焦鏡頭設計原理介紹 261
7.4.2 變焦鏡頭設計規格及參數輸入 261
7.4.3 多重結構實現變焦 263
7.4.4 變焦鏡頭的優化設置 265
7.5 掃描係統設計 268
7.5.1 掃描係統參數 269
7.5.2 多重結構下的掃描角度設置 273
7.6 本章小結 276
第8章 目視光學係統設計方法 277
8.1 人眼光學係統的創建 277
8.1.1 眼睛概述 277
8.1.2 眼睛模型 277
8.1.3 使用ZEMAX創建人眼模型結構 278
8.2 放大率與視覺 281
8.2.1 近距離物體成像標準 281
8.2.2 小型放大鏡放大率 281
8.3 本章小結 284
第9章 目鏡設計 285
9.1 目鏡介紹 285
設計案例一:惠更斯目鏡 286
設計案例二:冉斯登目鏡 288
設計案例三:凱爾納目鏡 290
設計案例四:RKE目鏡 292
設計案例五:消畸變目鏡 294
設計案例六:對稱式目鏡 297
設計案例七:埃爾弗目鏡 299
設計案例八:西德莫爾目鏡 301
設計案例九:RKE廣角目鏡 304
9.2 目鏡調焦 306
9.3 本章小結 311
0章 顯微鏡設計 312
10.1 技術指標 312
10.1.1 基本係統技術要求 312
10.1.2 分辨率目標和極限 312
10.2 10倍物鏡初始透鏡形式 313
10.2.1 顯微鏡設計步驟 313
10.2.2 物鏡與目鏡的連接 319
10.3 本章小結 322
1章 望遠鏡設計 323
11.1 天文望遠鏡 323
11.1.1 天文望遠鏡設計步驟 323
11.1.2 分辨率與衍射極限 328
11.2 地上望遠鏡 328
11.3 本章小結 334
作者介紹
文摘
序言
說實話,我之前對購買光學設計方麵的書籍一直比較謹慎,因為很多書都存在理論過於陳舊、案例不夠貼近實際等問題。但《ZEMAX光學設計超級學習手冊》徹底顛覆瞭我的看法。林曉陽先生在書中展現瞭他對ZEMAX軟件的深度理解和對光學設計原理的紮實掌握。我尤其欣賞書中對“非球麵設計”和“衍射光學元件設計”等前沿內容的介紹,這些在很多基礎教材中都是一帶而過的,而這本書卻提供瞭詳細的設計流程和優化思路。它不僅僅是教你如何操作軟件,更是教你如何“思考”。例如,在設計一個高倍率物鏡時,書中會引導你思考如何平衡像質、視場和體積等多個約束條件,並提供多種優化策略供你選擇。這種“授人以漁”的教學方式,讓我覺得這本書的價值遠超其價格。書中還包含瞭許多關於“批量處理”和“宏命令”的應用,這對於提高設計效率非常有幫助,尤其是我這種需要處理大量相似設計的工程師來說,簡直是救星。而且,這本書的語言風格非常接地氣,沒有太多生澀的學術術語,讀起來很舒服,不會讓人産生畏難情緒。
評分作為一名資深的光學工程師,我手裏的ZEMAX相關書籍不下十本,但《ZEMAX光學設計超級學習手冊》卻是我最常翻閱的一本。原因無他,它在“實用性”和“前瞻性”上做得尤為齣色。林曉陽先生在書中不僅僅局限於軟件功能的介紹,更是將ZEMAX與實際的光學設計問題緊密結閤。我尤其欣賞的是書中關於“新型光學元件設計”和“復雜照明係統設計”的探討。比如,在設計LED照明係統時,書中詳細講解瞭如何利用ZEMAX進行光源建模、效率分析和光強分布優化,這對於我之前在處理這類問題時遇到的睏難非常有啓發。此外,書中還涉及瞭“偏振光學設計”、“全息元件設計”等一些比較前沿且實用的主題,並給齣瞭具體的ZEMAX實現方案。這讓我能夠及時跟進光學設計領域的新發展,並將新的技術應用到我的工作中。林曉陽先生在書中提煉齣的許多“設計經驗”和“調優心得”更是價值連城,它們能夠幫助我快速定位問題,找到最有效的解決方案,大大縮短瞭設計周期。總而言之,這本書不僅僅是一本工具書,更是一本能夠幫助光學工程師不斷提升設計能力和拓展設計思路的寶典。
評分我是一個光學設計的初學者,之前對ZEMAX瞭解不多,甚至有些望而卻步。偶然的機會,我接觸到瞭這本《ZEMAX光學設計超級學習手冊》,它就像一盞明燈,照亮瞭我學習的道路。作者林曉陽先生的講解方式非常細膩,從最基本的軟件安裝、界麵布局,到各種基本光學元件的創建和參數設置,都講解得非常詳細。我最喜歡的是書中對“初學者容易犯的錯誤”的提示,這些提醒讓我少走瞭很多彎路,避免瞭許多不必要的挫敗感。書中還附帶瞭許多可以直接運行的ZEMAX文件,讓我可以在實際操作中驗證書中的講解,加深理解。尤其是那些關於“初級鏡頭設計”的案例,讓我能夠一步步地跟著完成一個簡單的鏡頭設計,並從中學習到設計的基本思路和步驟。這本書沒有一開始就拋齣復雜的概念,而是層層遞進,讓我在掌握瞭基礎之後,再去學習更高級的內容。這種循序漸進的學習方法,極大地增強瞭我的學習信心。這本書的排版也很舒適,文字清晰,圖例豐富,閱讀體驗非常好。
評分對於我這種已經工作瞭幾年,對ZEMAX有一定基礎,但總覺得在設計優化方麵遇到瓶頸的光學工程師來說,這本《ZEMAX光學設計超級學習手冊》就像久旱逢甘霖。林曉陽先生在書中並沒有停留在基礎操作的層麵,而是深入探討瞭許多高級的優化算法和技巧,以及如何有效地處理各種復雜的像差問題。我印象特彆深刻的是書中關於“評價函數構建”的章節,它詳細講解瞭如何根據不同的設計目標(比如MTF、RMS spot radius、波前像差等)來構建閤適的評價函數,以及如何調整權重來引導優化過程。這對於我之前在優化過程中“憑感覺”摸索的情況來說,簡直是打開瞭新世界的大門。另外,書中關於“公差分析”的部分也讓我受益匪淺。以前我總是忽略這一環節,導緻設計齣來的産品在實際生産中良率不高。這本書提供瞭詳細的公差分析方法和ZEMAX中的具體操作步驟,讓我能夠提前預估並控製設計中的潛在風險。林曉陽先生在書中的一些“經驗之談”也非常寶貴,比如在遇到特定問題時,應該從哪些方麵入手分析,如何避免一些常見的誤區,這些都是在官方文檔或者零散教程中很難找到的。這本書讓我對ZEMAX的理解從“工具使用”提升到瞭“設計哲學”的高度。
評分這本書真是太棒瞭!作為一個光學設計領域的新人,我之前一直覺得ZEMAX的操作復雜難懂,網上的教程也零散不成體係。但當我拿到這本《ZEMAX光學設計超級學習手冊》後,那種睏惑感頓時煙消雲散。作者林曉陽先生的講解實在是太到位瞭!從最基礎的軟件界麵介紹,到各種光學元件的參數設置,再到復雜的光學係統搭建和優化,每一步都講解得非常清晰,而且循序漸進,完全不會讓人感到力不從心。書中大量的插圖和示例更是錦上添花,讓我能夠直觀地理解抽象的光學概念和ZEMAX的操作流程。我尤其喜歡的是它對實際案例的深入剖析,比如在設計一個顯微鏡鏡頭時,書中詳細講解瞭如何考慮視場、像差、焦距等關鍵因素,並且提供瞭具體的ZEMAX操作步驟和優化技巧。這讓我不僅學會瞭如何使用ZEMAX,更學會瞭如何進行科學閤理的光學設計。這本書的編排邏輯也非常閤理,章節之間過渡自然,讓我可以按照自己的學習進度來安排閱讀。對於想要係統學習ZEMAX光學設計的初學者來說,這本書絕對是不可多得的寶藏。它就像一位經驗豐富的老 O-P (Optical Professional),手把手地教你如何成為一名優秀的光學設計師。
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