應用光學

中國科學技術大學講授“應用光學”課程的基礎上編寫而成。全書內容分三部分：第一部分是光學成像基本理論，主要講授高斯光學與各種光學元件的成像特性，簡單介紹像質評價和光能計算方法；第二部分主要講授各種應用光學系統，除經典的目視、攝像、投影光學系統外，還包括激光、光纖和紅外等現代應用光學系統；第三部分講授光學系統設計方法，系統介紹光學系統設計的全過程，包括總體方案選擇、外形尺寸計算、像差平衡和光學製造技術條件制定等具體方法。

光學工程、儀器科學與技術、精密儀器及機械、測控技術與儀器、測試計量技術及儀器、光信息科學與技術等專業的本科生和研究生的專業基礎課教材，也是從事光電儀器設計和製造的專業技術人員的參考書。

版言

應用光學自1996年出版以來，在若干高校作為應用光學、工程光學課程的教材，並被列為中國科學院指定考研參考書。本次修改再版是在第1版的基礎上，根據作者的多年教學實踐和讀者的寶貴意見，對內容作了如下的補充、調整和修改.

1.根據光學科學技術的發展，在典型光學系統部分增加了激光微光斑形成系統、半導體激光整形系統、光纖內窺系統、CCD/CMOS攝像系統、超遠攝和超廣角成像系統、紅外遙感系統和光學無熱化（消熱差）系統等；

2.主要章節中增加了設計計算實例，這些例子來源於科研實踐，具有實用和參考價值；

3.每章增加了習題，選用習題的原則是，講究實效不求數量。通過學生的解題訓練，加深對教材內容的理解；

4.最後一章光學系統設計，改寫成對光學系統設計全過程的描述，把教學內容與課程設計相結合，激發學生的學習興趣，達到學以致用的目的；

本教材中的缺點和錯誤，懇請讀者批評指正.

胡玉禧

2008年修改於合肥

再版前言

前言

第一章 幾何光學基本原理和成像概念

第一節 光波和光線

第二節 光線的傳播規律——幾何光學的基本定律

第三節 馬呂斯定律和費馬原理

第四節 光路可逆和全反射

第五節 光學系統及成像的基本概念

第六節 理想像和理想光學系統

習題

第二章 高斯光學

第一節 實際光路計算

第二節 近軸光路計算

第三節 近軸區成像性質和物像關係

第四節 基面、基點和焦距

第五節 由基面、基點求理想像

第六節 光學系統主面和焦點位置的確定

習題

第三章 平面零件成像

第一節 平行平板

第二節 折射稜鏡和光楔

第三節 平面反射鏡

第四節 反射稜鏡

第五節 平面鏡稜鏡系統成像方向的判斷

習題

第四章 光闌和光能計算

第一節 孔徑光闌

第二節 視場光闌

第三節 像平面的光照度

第四節 光學系統中光能損失的計算

第五節 景深和焦深

習題

第五章 光學系統成像質量評價

第一節 幾何像差和點列圖

第二節 波像差和瑞利判斷

第三節 解析度和星點檢驗

第四節 光學傳遞函數

習題

第六章 目視光學系統

第一節 人眼的光學特性

第二節 放大鏡

第三節 顯微鏡系統

第四節 望遠鏡系統

第五節 目視儀器的視度調節

習題

第七章 攝影和投影光學系統

第一節 攝影和投影系統的光學參數

第二節 超遠攝型系統

第三節 超廣角型系統

第四節 變焦距系統

第五節 CCD/CMOS攝像系統

習題

第八章 照明光學系統

第一節 兩類常用的照明系統

第二節 幾種特殊照明方式

第三節 聚光鏡類型

第四節 光能計算實例

習題

第九章 激光光學系統

第一節 激光束傳輸特性

第二節 激光束的透鏡變換

第三節 激光聚焦鏡頭和激光擴束望遠鏡

第四節 激光整形和微光斑形成系統

第五節 激光掃描系統和fθ鏡頭

第六節 光學信息處理系統和傅里葉變換鏡頭

第七節 激光諧振腔的計算

習題

第十章 纖維光學系統

第一節 階梯型光纖

第二節 光纖傳光束和傳像束

第三節 光纖內窺鏡系統

第四節 梯度折射率光纖

第四節 自聚焦透鏡

習題

第十一章 紅外光學系統

第一節 紅外光學系統的功能和特點

第二節 紅外物鏡

第三節 輔助光學系統

第四節 典型紅外光學系統

第五節 紅外遙感儀器

第六節 光學系統無熱化技術

習題

第十二章 光學系統設計

第一節 光系系統設計過程概述

第二節 光學系統外形尺寸計算

第三節 典型光學系統的結構型式

第四節 像差自動平衡

第五節 光學零件技術條件

課程設計

部分習題參考答案

主要參考書目