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非成像光学系统设计方法与实例电子书

本书总结了一些典型的非成像光学系统,针对每种非成像光学系统的设计思想、设计方法及设计过程行了详细的介绍,并给出了设计案例。读者在掌握每种系统设计方法之后,使用相应的算法,只要修改一些参数,就能设计出自己想要的系统,这对读者完成相关的设计将起到有益的帮助。

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作       者:苏宙平

出  版  社:机械工业出版社

出版时间:2020-05-22

字       数:6.7万

所属分类: 教育 > 大中专教材 > 成人/中高职教材

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本书详细地介绍了一些典型的非成像系统的光学设计方法及案例,全书共12章,包含LED照明光学设计、太阳能集光系统的光学设计、激光扩束与整形光学系统设计等内容。LED照明光学设计包括了LED窄光束光学系统设计、LED均匀照明的光学系统设计、扩展LED光源的二次光学设计及平面LED阵列和球形LED阵列设计;太阳能集光系统的光学设计包括了用于太阳能聚光的菲涅耳透镜及反射式光学系统设计;激光扩束与整形光学系统设计包括了透镜扩束系统、棱镜扩束系统、自由曲面激光整形系统及微透镜阵列整形系统的设计。本书后介绍了光学仿真软件FRED在非成像光学系统设计中的应用。全书紧紧围绕工程应用中的实际案例,探讨设计思想,介绍设计方法及设计过程。读者可以将本书中的案例,根据自己的设计要求稍微做改动就可以应用,极大地简化了设计过程。<br/>【推荐语】<br/>本书总结了一些典型的非成像光学系统,针对每种非成像光学系统的设计思想、设计方法及设计过程行了详细的介绍,并给出了设计案例。读者在掌握每种系统设计方法之后,使用相应的算法,只要修改一些参数,就能设计出自己想要的系统,这对读者完成相关的设计将起到有益的帮助。<br/>【作者】<br/>苏宙平,男,江南大学副教授。苏宙平分别在中科院上海光机所和中科院长春光机所获得博士和硕士学位;曾经在罗切斯特大学 Hopkins光学设计中心、自由曲面光学中心作Visiting Scientist;在台湾“中央大学”光电系,作访问学者;主要研究方向为成像与非成像光学设计,特别是自由曲面在光学设计中的应用;主持国家自然基金,中央高校基本业务课题等8项,在Opt.Express, J.Photo. Enery, Chin.Opt.Lett.等发表论文25篇左右,申请专利近15项,担任Opt.Express,Appl.Opt.,Chin.Opt.Lett.的审稿人,光学学报Topical Editor(光学设计方向)。<br/>
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关于本书

前言

第1章 LED窄光束光学系统设计

1.1 TIR透镜(含双透射自由曲面)设计的基本原理

1.1.1 折射部分自由曲面的设计

1.1.2 反射部分自由曲面的设计

1.1.3 案例设计与分析

1.2 TIR透镜(含单透射自由曲面)设计的基本原理

1.2.1 透射部分的外表面设计

1.2.2 反射部分的反射面设计

1.2.3 案例设计与分析

参考文献

第2章 实现LED均匀圆形辐照度分布自由曲面光学设计

2.1 实现LED均匀圆形辐照度分布自由曲面透镜设计

2.1.1 实现LED均匀圆形辐照度分布自由曲面透镜设计过程

2.1.2 旋转对称自由曲面透镜设计实例

2.2 实现LED均匀圆形光斑的自由曲面反光杯设计

2.2.1 LED反光杯设计原理

2.2.2 LED反光杯设计过程

2.2.3 LED反光杯设计实例

参考文献

第3章 实现LED均匀矩形辐照度分布自由曲面光学设计

3.1 用于产生均匀辐照度分布矩形光斑的自由曲面透镜设计

3.1.1 将光源按等光通量进行划分

3.1.2 将目标面按等面积进行划分

3.1.3 自由曲面透镜的构建算法

3.2 非旋转对称的非连续自由曲面透镜设计案例

参考文献

第4章 基于LED扩展光源的二次光学设计

4.1 基于反馈优化算法设计LED扩展光源的自由曲面透镜

4.1.1 反馈优化算法的原理

4.1.2 基于几种不同参数调整的反馈优化

4.1.3 设计案例

4.2 基于全局优化算法设计LED扩展光源的自由曲面透镜

参考文献

第5章 平面LED阵列辐照度均匀化技术

5.1 平面LED阵列的优化设计与集成技术

5.1.1 LED阵列设计理论

5.1.2 模拟退火算法设计

5.1.3 平面LED阵列设计案例

5.2 大颗数LED阵列的设计

5.2.1 基本LED阵列模块的形成

5.2.2 大颗数LED阵列的形成方法

参考文献

第6章 球形LED阵列辐照度均匀化技术

6.1 球形LED阵列设计理论

6.2 遗传算法设计

1.初始化

2.评价适应度

3.选择

4.交叉

5.变异

6.终止

6.3 对称分布的球形LED阵列照明平面目标面

6.4 非对称分布的球形LED阵列照明球形目标面

参考文献

第7章 用于太阳能聚光的菲涅耳透镜设计

7.1 用于太阳能集光的菲涅耳透镜设计原理

7.1.1 等分入射到菲涅耳透镜上的光能

7.1.2 菲涅耳面的设计原理与方法

7.1.3 菲涅耳透镜设计案例

7.2 用于太阳能集光的菲涅耳透镜设计中的其他问题

参考文献

第8章 基于反射式的太阳能集光系统的设计

8.1 复合抛物面反射器优化设计方法

8.2 实现辐照度均匀分布的双反射太阳能集光系统设计

参考文献

第9章 激光扩束系统的光学设计

9.1 棱镜扩束系统的光学设计

9.1.1 影响单棱镜扩束的因素

9.1.2 多棱镜扩束系统中相邻棱镜的位置关系确定

9.1.3 棱镜扩束系统设计案例

9.2 透镜扩束系统的光学设计

9.2.1 折射式扩束系统设计案例

9.2.2 反射式扩束系统设计案例

9.2.3 柱透镜扩束设计案例

参考文献

第10章 自由曲面激光光束整形系统设计

10.1 用于准直激光光束整形的自由曲面透镜设计

10.1.1 旋转对称自由曲面整形透镜设计

10.1.2 非旋转对称自由曲面整形透镜设计

10.2 用于发散激光光束整形的自由曲面透镜设计

10.3 用于同时控制波前与辐照度均匀度的双自由曲面透镜

10.3.1 旋转对称的双自由曲面透镜设计

10.3.2 旋转对称的双自由曲面透镜设计案例

参考文献

第11章 基于微透镜阵列的激光光束整形

11.1 基于微透镜阵列的激光光束整形原理

11.2 基于微透镜阵列的旋转对称激光光束整形光学系统设计

11.3 基于微透镜阵列的非旋转对称激光光束整形光学系统设计

11.3.1 基于柱透镜阵列的一 维光束整形

11.3.2 基于柱透镜阵列的二维光束整形

参考文献

第12章 基于FRED非成像光学设计案例

12.1 FRED功能与应用领域介绍

1.应用领域

2.功能特性

3.主要功能

12.2 基于FRED的单反相机的鬼像与杂散光分析

12.2.1 导入光机系统模型

12.2.2 杂散光计算与分析的主要过程

12.2.3 总结

12.3 基于FRED优化导光管实现预定的辐照度分布

12.4 基于FRED最大激光能量密度位置计算及可视化

12.4.1 聚焦TEM00模式的能量密度可视化

12.4.2 聚焦的“非高斯”能量密度可视化

参考文献

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