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第一章 光学系统的设计1

1.1 光学系统设计基础1

目录1

A 光学系统的结构和应该校正的象差2

B 光学设计工作者的任务9

1.2 光学玻璃材料11

A 光学玻璃材料的性质11

B 光学玻璃的折射率和色散14

C 光学玻璃的折射率和v值的图表15

D 光学玻璃以及其它光学材料的折射率16

F 玻璃内部的光吸收23

E 玻璃表面上的光反射23

第二章 简单透镜的设计25

2.1 单片透镜的设计25

A 单片透镜的用途25

B 单片透镜校正象差的自由度26

C 单片透镜的球差27

D 单片透镜的象散35

E 单片透镜的色差39

F 单片透镜的设计39

2.2 双片透镜的设计45

A 双片透镜的消色差45

B 双片透镜的弯曲消色差46

C 双片透镜的玻璃组合（消色差和象面平坦化）47

D 双片透镜的玻璃组合（消色差和色差贡献）49

E 双片透镜的球差和彗差50

F 双片透镜的用途51

G 双片透镜的设计51

H 2级光谱的减少70

12片以及3片透镜构成的物镜求解方法举例94

第三章 三片型物镜（Triplet）的设计105

3.1 三片型物镜的构成105

A 透镜光焦度和入射高度的分配112

3.2 三片型物镜的设计112

B 玻璃的选择和珀兹伐和的校正114

C 根据赛德系数的计算来校正各象差系数115

D 球差和正弦条件（彗差）的校正120

E 象面象差124

3.3 三片型物镜设计举例125

第四章 普通照相物镜的构成方法139

4.1 普通照相物镜的构成139

4.2 各透镜光焦度的分配和入射高度的确定141

4.3 位置色差和倍率色差的校正145

4.4 珀兹伐和155

4.6 根据消色差和珀兹伐和选择玻璃165

4.5 曲率、空气间隔、折射率的变化对珀兹伐和的贡献165

4.7 物镜系统的构成方法（总结）169

第五章 根据3级象差系数校正象差171

5.1 赛德系数（3级象差的校正）171

5.2 赛德系数的残留量172

5.3 3级象差系数和光线追迹象差间的关系179

A 球差179

B 弧矢象面弯曲184

C 象散187

D 畸变195

E 纵向象差的总结197

5.4 轴外光束的成象（彗差和象面弯曲）199

A 子午象面的弯曲202

B 横向象差公式203

C 横向象差中的原点204

D 彗差和象面弯曲212

E 彗差和象面弯曲的考虑方法215

F 3级象差系数目标值的归纳216

G 入瞳的位置219

5.5 用3级象差系数进行光学系统设计220

A 孔径与视场角的象差量之间的平衡221

B 波象差和几何象差229

C 球差的绝对值231

D 残留球差和MTF值的关系234

E 残留球差的允许值236

F 第1凸透镜组光焦度的确定237

G 第2凹透镜组（薄透镜）入射高度的确定241

H 消色差243

1 入瞳247

J 不晕点248

K 分辨率和弥散斑252

L 畸变253

M 尺寸限制253

O 入射窗，重影254

N 边缘光通量254

5.6 在设计过程中应该注意的问题255

A 决定r时所用的局部规则255

B 薄透镜系统向厚透镜系统的过渡257

C 象差系数变化的线性性257

第六章 用3级象差系数设计物镜方法的总结262

6.13 级象差系数和设计标准化262

6.2 初始设计的步骤（三片型物镜）264

6.3 天塞型物镜的设计实例274

A 设计要求274

B 起始数据的拟定275

C 编制5％的弯曲校正表280

D 片间弯曲的应用284

E 色差的校正284

F 光栏位置的校正284

G 根据光线追迹表进行校正284

H 近距离时的设计292

第七章 光路追迹公式和象差曲线的绘制296

7.1 光路追迹公式296

A 近轴光线的追迹公式297

B 一般光线的追迹公式300

C 细光束子午光线的追迹公式301

D 细光束弧矢光线的追迹公式305

E 象散的计算306

7.2 象差计算的步骤312

7.3 象质评价用的各种图表的绘制313

第八章 象差平衡采用的方法315

8.1 照相物镜象差平衡采用的方法315

A 球差的校正315

B 色球差316

C 高级球差的校正（控制面的采用）317

D 轴上象点的位置和由于光栏产生的象面移动321

E 小视场角时的彗差校正（正弦条件）322

F 高级彗差的校正322

G 色彗差324

I 子午象面和弧矢象面325

H 彗差对分辨率和弥散斑的影响325

J 平均象面和象散的校正327

K 畸变的校正328

8.2 象差平衡的校正330

A 一般光学系统的象差校正330

B 照相物镜的象差校正331

C 近距离变化时的图象331

D 等倍率成象333

E 用作立体象的照相物镜333

A 双分离物镜空气间隔两侧表面的弯曲334

8.3 关于高级象差334

B 珀兹伐型物镜的球差校正342

C 松纳型物镜中的控制面342

第九章 光学系统的象的构成与模糊354

9.1 光学系统的象的构成354

A 存在球差时的象的结构（几何光学的分析方法，光强连续分布时）354

B 存在球差时的象的结构（几何光学的分析方法，光强不连续分布时）356

C 轴外象差的结构363

D 边缘响应函数366

9.2 根据边缘响应函数的分析371

B 具有不连续特征的被摄物体的模糊376

A 发光源的模糊376

9.3 照相物镜的模糊376

C 连续的立体象的模糊385

第十章 物镜系统的试制391

10.1 试制前的准备工作391

A 金属零部件的设计资料392

B 透镜外径和镜框的公差392

C 透镜周边的形状392

D r、d、n、v等参数的允许值393

F 各个面上的镀膜396

G 光学性能的评价396

E 样板的准备396

H 用MTF进行评价401

I 杂散光408

J 成本方面的资料408

第十一章 物镜系统的高级象差分析411

11.1 根据象差多项式的近似411

11.2 球差411

A 能用数学模型δS=a2h2+a4h4+a6h6近似的情况411

B 球差δS取δS=a2h2+a4h4+a6h6的模型不能近似的场合419

11.3 象面象差427

A 弧矢象面427

B 子午象面430

11.4 畸变432

11.5 彗差435

11.6 高级象差影响的总结439

第十二章 光路图442

12.1 光路图的用途和表示方法442

12.2 光路图的种类443

12.3 光路图上光线所表示的意义443

12.4 光路图的应用举例444

A 光栏位置和光学系统444

B 远摄物镜和反远距型广角物镜446

D 物镜和目镜450

C 小口径物镜的例子450

E 望远镜、显微镜、照相物镜中光束使用方法的区别452

F 等倍率照相物镜455

G 变焦距物镜的光路图456

H 远心光路系统456

I 反射式物镜的例子458

J 使用棱镜的光学系统的光路图460

K 照明系统460

L 用光线代表细光束以此来表示光的密度463

附录1 把1片透镜分解成3片透镜时的球差量464

附录2 由文献（2）的透镜象差理论导出本书的公式465

附录3 有关符号的意义469