JosephM.Geary著.PDF

认的光学设计宝典 认的光学设计宝典 合 ZEMAX 实 例 n Joseph M. Geary n 赵存华 译 特点： † 以ZEMAX 软件为实例 † 理论讲解与软件操作相结合 † 以讲座的形式写作全书 † 以照相镜头的发展历史贯穿全书 † 深入浅出有深度易理解 † 从初学到精通光学设计者皆宜 该书是Joseph M. Geary 即将退休之作，集其毕生科研实 践之精华，Geary 是美国Alabama 大学著名的光学研究中心 的教授，SPIE 的Fellow，从事镜头设计四十余年，有着丰富 的镜头设计经验，阅读该书就是 与大师对话，亲身聆听教诲 的机会。 前言 前言 本书来自于Huntsville 市Alabama 大学应用光学研究中心光学工程专业博士生 的学位课。虽然有很多设计各种镜头方面的专著和论文集，但在教这门课开始的 时候，令我十分沮丧和失望的是，我无法找到一本好的镜头设计方面的教材。还 没有人针对学生学习 （或教师）思路来编写教材，因此希望本书在镜头设计教学 方法上迈 一步。它就像我最初打算的一样，现代镜头设计教材不可能完全脱离 可利用的商业光学设计软件，因此考虑几个原因（如界面友好和高性价比等），作 者选择了ZEMAX 。 本书不是传统意义上的教科书，它是形式化地体现了我演讲的内容，包括作 业和考试。本教材设计为一学期课时，38 讲，每讲55 分钟。所讲的知识为研究生 一年级的水平，并尽力为镜头设计最初级教程而写，同时也可作为手册子或工程 设计参考。它基本的要求是：熟练掌握大学所学的几何光学（附录 A ）知识，数 学上的代数、三角、几何和微积分等。尽 本教材是为镜头设计者所写，但它所 提供的光学工程的一般知识可作为一个重要的工具或技巧而应用于其它专业技术 中。 虽然本书以演讲的格式而作，并以适合课堂使用为特点，但是其根本上是为 自学者而设计。充分考虑到使用者的三种不同情况。显然其最大的受益者为能获 得ZEMAX （及其随机手册）软件的读者；同时作者也提供 （特别在附录C 和 E 的帮助下）了足够的知识允许读者使用其它光学设计软件（如Code-V，SYNOPSIS 或高级OSLO 等）复算实例和做作业；最后对于无法使用流行光学设计软件的读 者，可以大量学习或分析，通过公式手算或做薄透镜进入软件设计前的计算工作， 有所裨益。 除了一些个别情况之外，该教材的主干是照相镜头，几乎沿着其历史的演变 过程来展开。从沃拉斯顿取景镜到复消色差远摄物镜，一共有十个待解决的照相 镜头问题需要解决。沿此思路，我们考察了诸如快速消畸变方法和库克三片镜法 （Cooke Triplet ）等。其设计方法包括：镜头弯曲、光阑位移、对称、分裂光学元 件、校正色差、像差平衡、场曲平化、非球面和优化函数的正确使用及构造等。 尽 ZEMAX 作为本教材整体中的一部分，但在书中并没有盲目使用它。在每一 个 ZEMAX 作业中，设计前薄透镜系统的手动计算提供了一个初始 构。近轴光 线追迹、计算元件的光焦度和计算像差，贯穿了本教材的始终。因此，所有的设 ·1 · 前言 计实例都有理论的强有力支持。 决定设计质量评估的分析工具也同样重要，其评估方法在本教材中也