光学镜头的优化设计

1 光学镜头的优化设计概述

1.1 引言

1.2 光学镜头设计中常用的两种最优化方法的数学原理

1.2.1 适应法

1.2.2 阻尼最小二乘法

1.2.3 阻尼因子p、权重因子μj和评价函数φ

1.2.4 边界条件

2 简单光学镜头优化设计实例

2.1 He-Ne激光光束聚焦物镜的优化设计

2.1.1 镜头片数及玻璃选择的考虑和初步分析

2.1.2 以正前凸型为基础的高折射率双片镜头的优化设计

2.1.3 以负前凸型和负前凹型为基础的高折射率双片镜头的优化设计

2.2 激光扫描物镜的优化设计

2.2.1 自行构造评价函数优化设计激光扫描物镜

2.2.2 采用评价函数GENH优化设计激光扫描物镜

2.2.3 进一步的考虑与优化

2.3 -5×显微物镜的优化设计

2.3.1 依据初级像差理论求解初始结构

2.3.2 玻璃对（BaK7，ZF3）基础上的优化

2.3.3 玻璃对（K3，ZF2）基础上的优化

2.3.4 玻璃时（ZF2，BaK2）基础上的优化

2.3.5 Shannon设计法

3 三片镜头优化设计实例

3.1 三片摄影物镜的优化设计

3.1.1 Richard Ditteon三片摄影物镜的初始解

3.1.2 Richard Ditteon三片摄影物镜的优化设计

3.2 三片数码相机物镜的优化设计

3.3 大孔径望远物镜优化设计实例1

3.4 大孔径望远物镜优化设计实例2

4 中等复杂镜头优化设计实例

4.1 中倍李斯特显微物镜优化设计实例1

4.1.1 用改进了的配合法设计李斯特显微物镜

4.1.2 优化校正李斯特物镜存在的像散实例1

4.1.3 优化校正李斯特物镜存在的像散实例2

4.2 中倍李斯特显微物镜优化设计实例2

4.3 四片放映物镜优化设计实例1

4.4 四片放映物镜优化设计实例2

4.5 双高斯照相物镜优化设计实例

5 适应法优化设计实例和全局优化设计实例

5.1 用适应法优化设计程序优化Wynne 40平场显微物镜实例

5.2 用全局优化方法设计的三片照相物镜实例

附录A 初级像差系数

附录B 平行平板的初级像差系数

附录C 薄透镜初级像差系数的PW表示式

附录D 双胶薄透镜的求解步骤

附录E OSLOLT 5.4(OSLO EDU 6.4.5)中部分像差表示的含义

附录F 双胶薄透镜Po、Qo表

参考文献

本书是为初学光学镜头的优化设计者们编写的教材，全书共5章： 光学镜头的优化设计概述；简单光学镜头优化设计实例；三片镜头优化设计实例；中等复杂镜头优化设计实例；适应法优化设计实例和全局优化设计实例。书中列有6个附录： 初级像差系数；平行平板的初级像差系数；薄透镜初级像差系数的PW表示式；双胶薄透镜的求解步骤；书中优化设计光学镜头实例所用光学设计程序OSLOLT 5.4(OSLO EDU 6.4.5)中部分像差表示的含义；双胶薄透镜P^O、Q^O表。书中介绍10余个光学镜头的优化设计实例，镜头不按通常的使用范畴归类划分，而是按它们的结构由简单到复杂的顺序介绍优化设计过程，这样优化设计过程的介绍大体是按照由易到难的顺序进行的。与讲述光学镜头设计的传统书籍不同，书中所介绍的每一个优化设计实例，都列有详细的优化设计过程，可以复现。本书适用于对初级像差理论较为熟悉的光学工程、测控技术与仪器以及机电类专业大专院校师生和从事相关领域工作的工程技术人员阅读参考。