近年随着光学行业的迅猛发展,国内各种光学设计类书籍应运而生,为光学行业的发展和光学设计人才的培养提供了有力支持。《CAXCAD现代光学系统设计》这本书亦是时代召唤的产物。本书是国内第一本以自主开发的光学设计软件CAXCAD为工具的应用光学书籍。书籍的最大特色是作者根据多年的光学设计实战经验,专业培训技能以及前瞻的现代应用光学科研视野,从光学设计者学习的角度出发,选取经典光学设计实例结合理论说明,深入浅出、循序渐进,让读者能够直观、快速掌握对应知识和设计技能,无论读者借助何种CAD工具,均可获益。书中的全局优化快速引擎、Multi-Start快速初始结构、SSN2敏感度公差评价以及ASXY成像像散控制的案例,都是目前国外同类软件没有的特色功能。

书籍内容设置

第一、二章,主要以一阶近轴光学和三阶像差理论为主的光学设计基础知识。一阶光学是应用光学的基础,重点讲解了近轴光学下定义的各种光学参数和概念,并且提供了在软件中的查看方式。三阶像差给出了对应的分析窗口和控制方法。

第三、四章,介绍CAXCAD软件的重点定义和以入门级单透镜、双胶合两个简单的入门案例。案例中给出了简单的分析和优化的使用。

第五章 讲解了光学系统的优化,包括优化的工具,DLS算法,优化的组成要素,默认评价函数,详细的评价函数操作数,玻璃材料的优化,局部和全局优化的实例。

第六章 包含坐标断点面的应用:镜片的偏心、倾斜,反射镜的建立方法。针对折返式光学系统提供了典型的案例,反射式扩束镜、牛顿望远镜、离轴三反系统和光栅光谱仪。

第七章 针对多重结构的模块,讲解了多重结构的原理,多重结构的操作数、参数求解和跟随,提供了变焦镜头、衍射光栅、扫描透镜和温度分析的实例。

第八章 详细描述了目视光学系统的建立,包括人眼模型、放大镜和视觉、目镜、显微镜和望远镜的原理。除了对应的实例外,还提供了枪瞄光学系统的详细设计过程。

第九章 根据照相镜头设计的发展历史,从Petzval透镜开始逐步深入,针对摄远镜头、库克镜头、双高斯镜头、广角镜头和红外镜头的设计和特点,提供了经典的案例和改进设计方法。

第十章 针对激光光学系统设计,提供了多个常用的准直镜设计方法,典型案例包括激光扩束镜、F-theta扫描透镜和利用 IMNA的专有真实NA控制操作数进行非球面物镜的优化的NA控制。

第十一章 公差分析是镜头制造的预仿真和模拟,除了提供传统的公差分析功能外,SSN2可以进行公差的快速模拟和带公差的优化。针对苹果手机镜头,利用SSN2可以快速评估敏感度分布。最后介绍了公差指令。

第十二章 宏指令是软件的快速命令,给出了主要指令的详细说明。

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