第1章 幾何光學基礎 1
1.1 光傳播的基本概念 1
1.1.1 光源 1
1.1.2 光線 1
1.1.3 光學介質 2
1.2 光傳播的基本定律 2
1.2.1 光的直線傳播定律 3
1.2.2 光的獨立傳播定律 3
1.2.3 反射定律和折射定律 3
1.3 光學傳播現(xiàn)象 4
1.3.1 光路可逆 4
1.3.2 全反射現(xiàn)象 4
1.4 費馬原理 5
1.4.1 光程 5
1.4.2 費馬原理的數(shù)學表達式 5
1.4.3 光傳播定律的證明 5
習題 7
第2章 理想光學系統(tǒng) 8
2.1 理想光學成像的概念 8
2.1.1 物點和像點 8
2.1.2 物像的虛實 9
2.1.3 物空間和像空間 9
2.2 理想光學系統(tǒng)的基點、基面 9
2.2.1 理想光學系統(tǒng)的主點、主平面、焦點、焦面 9
2.2.2 共軸理想光學系統(tǒng)的表示方法 11
2.3 作圖法求像 12
2.3.1 軸外物點成像 12
2.3.2 軸上物點成像 12
2.3.3 虛物成像 12
2.3.4 負焦距光系統(tǒng)成像 13
2.4 解析法求像 13
2.4.1 符號規(guī)則 13
2.4.2 像的位置 14
2.4.3 像的大小 14
2.5 多光組光學系統(tǒng)主平面和焦點位置的求解 16
2.6 多光組光學系統(tǒng)求像 17
2.6.1 像的位置 17
2.6.2 像的大小 17
2.7 雙光組光學系統(tǒng) 19
2.8 節(jié)平面和節(jié)點 21
2.8.1 概念 21
2.8.2 應用 22
習題 23
第3章 球面成像 26
3.1 折射球面成像計算 26
3.1.1 符號規(guī)則 26
3.1.2 成像計算公式 27
3.2 折射球面成像不理想 28
3.3 球面近軸成像 30
3.4 單個折射球面近軸成像 30
3.4.1 物像位置關系式 30
3.4.2 物像大小關系式 31
3.5 共軸球面系統(tǒng)近軸成像 33
3.6 單個折射球面的基點和基面 35
3.6.1 主平面 35
3.6.2 焦點和焦距 35
3.6.3 節(jié)點 36
3.7 球面反射鏡 36
3.8 透鏡的主平面和焦點 37
習題 39
第4章 轉像系統(tǒng) 41
4.1 透鏡轉像 41
4.2 平面鏡轉像 42
4.2.1 平面鏡 42
4.2.2 平面鏡對光的偏轉特性 43
4.2.3 雙平面鏡 43

4.3 平行平板 44
4.4 反射棱鏡 46
4.4.1 單反射棱鏡 46
4.4.2 屋脊棱鏡 47
4.4.3 棱鏡組合 47
4.4.4 棱鏡成像方向的判斷 48
4.4.5 棱鏡的展開 50
4.4.6 棱鏡外形尺寸的求解 52
習題 53
第5章 光闌 58
5.1 孔徑光闌 58
5.1.1 孔徑光闌的概念 58
5.1.2 孔徑光闌的特點 58
5.1.3 入射光瞳和出射光瞳 59
5.1.4 孔徑光闌的確定方法 60
5.1.5 與孔徑光闌相關的概念 61
5.2 視場光闌 62
5.2.1 視場光闌的概念 62
5.2.2 入射窗和出射窗 62
5.2.3 視場 63
5.2.4 視場光闌的確定方法 63
5.3 漸暈光闌 63
5.3.1 漸暈光闌的概念 63
5.3.2 漸暈光闌的特點 64
5.3.3 漸暈系數(shù) 65
5.4 孔徑光闌的應用—遠心光路 67
5.4.1 物方遠心光路 68
5.4.2 像方遠心光路 69
習題 70
第6章 光能傳播 72
6.1 立體角 72
6.2 輻射量 73
6.2.1 輻射通量 73
6.2.2 輻射強度 74
6.2.3 輻射出射度 74
6.2.4 輻射照度 74
6.2.5 輻射亮度 75
6.3 光學量 75
6.3.1 光通量 76
6.3.2 發(fā)光強度 77
6.3.3 光出射度 77
6.3.4 光照度 78
6.3.5 光亮度 79
6.4 光傳播過程中的光亮度變化規(guī)律 81
6.4.1 單一均勻介質中光管內光亮度的傳遞 81
6.4.2 介質分界面處光亮度的傳遞 82
6.5 成像系統(tǒng)像平面的光照度 84
6.5.1 軸上像點的光照度 84
6.5.2 軸外像點的光照度 84
6.6 光學系統(tǒng)中透射率的計算 85
6.6.1 反射損失求解 85
6.6.2 吸收損失求解 86
習題 87
第7章 幾何像差 89
7.1 單色像差 89
7.1.1 球差 89
7.1.2 彗差 92
7.1.3 場曲 94
7.1.4 像散 96
7.1.5 畸變 98
7.2 色差 100
7.2.1 位置色差 101
7.2.2 倍率色差 102
習題 103
第8章 像質評價 104
8.1 設計階段 104
8.1.1 點列圖 104
8.1.2 包圍圓能量 104
8.1.3 瑞利判據、波前圖 105
8.1.4 中心點亮度 106
8.1.5 點擴散函數(shù) 106
8.2 產品檢測階段 107
8.2.1 分辨率法 107
8.2.2 星點法 107
8.3 光學傳遞函數(shù) 108
8.3.1 非相干光學系統(tǒng)：低通線性濾波器 108
8.3.2 調制度 109
8.3.3 用MTF曲線評價光學系統(tǒng)成像質量 110
習題 111
第9章 典型光學系統(tǒng) 113
9.1 照相機 113
9.1.1 照相機結構和原理 113
9.1.2 照相機的光闌 113
9.1.3 照相機景深 113
9.2 眼睛 115
9.2.1 結構 115
9.2.2 眼睛的視度調節(jié)與校正 116
9.3 目視光學儀器 119
9.4 放大鏡 120
9.4.1 視放大率 120
9.4.2 光闌 121
9.4.3 視場 122
9.5 顯微鏡 123
9.5.1 光學結構 123
9.5.2 系統(tǒng)的焦距 123
9.5.3 視放大率 123
9.5.4 光闌 125
9.5.5 分辨率 126
9.5.6 顯微鏡物鏡 127
9.6 望遠鏡 128
9.6.1 光學結構 128
9.6.2 視放大率 129
9.6.3 望遠鏡的光闌和視場 129
9.6.4 分辨率 132
9.6.5 工作放大率 132
9.6.6 望遠鏡物鏡 133
9.7 目鏡 135
習題 137
參考文獻 139