光学设计光 设 计王之江.pptVIP

光 学 设 计主讲人：王之江上 海 光 机 所 序　　言 去年年底，我同王之江先生谈起想在国内举办一次光学设计的讲习班，时隔一天，王先生就认真地答复愿意承担这一任务。其实，这种类型的讲习班在国际上已经非常普遍，往往伴随着大型学术会议，会有各类相关专业性很强的速成讲习班。现代社会的发展要求技术专家终生学习！ 王之江先生在光学设计方面的成就是有目共睹的。早在上世纪六十年代，就由科学出版社出版了《光学设计理论基础》一书。该书全面总结发展了像差理论和像质评价理论，形成了全新、完整的理论体系，奠定了中国特色的光学设计的基石。我国一大批从事光学设计的专家，都得益于王之江先生及其早期长春光机所同事们卓有成效的科研工作。 当今光学技术已经渗透到越来越多的领域，各类新型的光学系统大量涌现，每年国际上都会产生数以万计的光学设计专利。随着光学设计软件的日臻完善，一般的系统通过简单的变异、移植就可以完成。但是对于一个优秀的光学工程师，应该说没有像差理论做基础是没有生命力的，没有像差理论的指导，在设计过程中的参数选取和调整也是盲目的。本讲义的编写宗旨贯穿了从理论到实践的主线，讲义内容涵盖了光学设计的理论以及利用软件开展具体光学系统设计的实例。相信通过王先生的讲解，能极大增进新时期光学工程师的设计水准。 正值上海光机所建所四十周年之际，回顾历史，展望未来，思绪万千，能聆听大师的报告，实为有幸，受益终身。 朱熹曾言：问渠哪得清如许，为有源头活水来。做人、做学问当是如此！ 　　　　　　 　 2004年4月27日 内容纲要 参考书目 R.Kinslake, Lens design Fundamental, 1978. R.Kinslake, optical system design,1983, Academic Press. 这位百岁老人去年刚去世，他是A.E.Conrady的学生，从上世纪三十年代被请到美国，美国的光学工业大致是他的学生们发展起来的。 M.LaiKin , Lens design, 1991,Marchl Dekker. 非常实用的各种光学系统设计，有新版。 R.E. Fischer, Optical system design, 2000,McGraw Hill. 此人从上世纪八十年代一直到现在，都在SPIE Photonics West 之类的会上讲Short Courses——”光学设计”，本书属于这种教材。 斯留萨列夫， 谈光学中一些可能的和不可能的问题，1966，科学出版社。 本书可启发人们去认真思考问题。 张以谟，应用光学，机械工业出版社，中国高校教科书 王之江，光学设计理论基础，1985，科学出版社。本教材的公式取自此书。 光学设计方法 归结起来，光学设计方法就是： 根据使用要求提出光学系统设计要求，把光学中“不可能’’的要求去掉(“手工”完成)； 用高斯光学理论，给出高斯结构(多数由“手工”设计)； 平衡初级像差和实际像差，使系统残留像差达到公差允限(一般用优化技术，由电子计算机来实现)； 公差计算和画光学系统图，零件图(可由电子计算机完成)。 要考虑的主题 光学系统技术要求 光学系统技术要求(续) * 1 光学设计和光学仪器的发展史 对光学系统的基本要求、指标 高斯光学 光学表面对光线偏折，光路计算，近轴光线，像差，物像关系，薄透镜，拉氏不变量，光管，传输耦合的基本条件，近轴光路计算，ABCD矩阵，光焦度和主平面。 像差理论 球面的球差，球差零点，球差与折射率，初级球差，正弦条件，彗差，透镜弯曲，主光线，主光线光路像差，畸变，像散，像面弯曲，初级像差理论，像差与光阑移动，像差与物面移动，色差，光学玻璃和晶体，二级光谱，薄透镜组，非球面，校正像面弯曲的措施，可能校正的像差与不可能校正的像差，轴对称与非轴对称。 为何有多种不同结构的光学系统：望远镜、显微镜、照相物镜、目镜、光刻物镜。 成像质量 衍射，点扩散函数和像差，能量集中度，分辨能力，伪分辨，光学传递函数，星点检验，杂光，降低杂光的措施，鬼像。 2 光学设计软件的基本功能 * 成像质量的计算和分析：光学系统结构数据输入，孔径，视场，波长，表面模型，玻璃表，玻璃模型，光阑，望远镜系统