结合
ZEMAX
网络雷达无线接收器实例
n Joseph M. Geary著
n赵存华译
特点：
²以ZEMAX软件为实例
²理论讲解与软件操作相结合
²以讲座的形式写作全书
²深入浅出有深度易理解
²从初学到精通光学设计者皆宜
测量空间该书是Joseph M. Geary即将退休之作，集其毕生科研实践之精华，Geary是美国Alabama大学著名的光学研究中心的教授，SPIE的Fellow，从事镜头设计四十余年，有着丰富的镜头设计经验，阅读该书就是您与大师对话，亲身聆听教诲的机会。
前言
本书来自于Huntsville市Alabama大学应用光学研究中心光学工程专业博士生的学位课。虽然有很多设计各种镜头方面的专著和论文集，但在教这门课开始的时候，令我十分沮丧和失望的是，我无法到一本好的镜头设计方面的教材。还没有人针对学生学习（或教师）思路来编写教材，因此希望本书在镜头设计教学方法上迈出一步。它就像我最初打算的一样，现代镜头设计教材不可能完全脱离可利用的商业光学设计软件，因此考虑几个原因（如界面友好和高性价比等），作者选择了ZEMAX。
本书不是传统意义上的教科书，它是形式化地体现了我演讲的内容，包括作业和考试。本教材设计为一学期课时，38讲，每讲55分钟。所讲的知识为研究生一年级的水平，并尽力为镜头设计最初级教程而写，同时也可作为手册子或工程设计参考。它基本的要求是：熟练掌握大学所学的几何光学（附录A）知识，数学上的代数、三角、几何和微积分等。尽管本教材是为镜头设计者所写，但它所提供的光学工程的一般知识可作为一个重要的工具或技巧而应用于其它专业技术中。
虽然本书以演讲的格式而作，并以适合课堂使用为特点，但是其根本上是为自学者而设计。充分考虑到使用者的三种不同情况。显然其最大的受益者为能获得ZEMAX（及其随机手册）软件的读者；同时作者也提供（特别在附录C和E 的帮助下）了足够的知识允许读者使用其它光学设计软件（如Code-V，SYNOPSIS 或高级OSLO等）复算实例和做作业；最后对于无法使用流行光学设计软件的读者，可以大量学习或分析，通过公式手算或做薄透镜进入软件设计前的计算工作，有所裨益。
除了一些个别情况之外，该教材的主干是照相镜头，几乎沿着其历史的演变过程来展开。从沃拉斯顿取景镜到复消差远摄物镜，一共有十个待解决的照相镜头问题需要解决。沿此思路，我们考察了诸如快速消畸变方法和库克三片镜法（Cooke Triplet）等。其设计方法包括：镜头弯曲、光阑位移、对称、分裂光学元件、校正差、像差平衡、场曲平化、非球面和优化函数的正确使用及构造等。尽管ZEMAX作为本教材整体中的一部分，但在书中并没有盲目使用它。在每一个ZEMAX作业中，设计前薄透镜系统的手动计算提供了一个初始结构。近轴光线追迹、计算元件的光焦度和计算像差，贯穿了本教材的始终。因此，所有的设
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计实例都有理论的强有力支持。
决定设计质量评估的分析工具也同样重要，其评估方法在本教材中也作了介绍。ZEMAX及其附带软件具有很强大的光学评估分析能力的传统，能提供使用者丰富的数字和图形（如轴向光和光线展开图、点列图和MTF等）分析结果。本教材使学生彻底理解这些数字来自于哪里和这些图形代表什么意义。对这些数字和图形的理解来自于手动计算和ZEMAX软件计算相结合的26个作业。本教材让学生在第一周就使用ZEMAX，并且以后每一周都有所深入。作业的材料大约每三次演讲侧重于一个特殊的设计方法，并提供了ZEMAX作业的背景知识。
我谨以此书献给Roland教授和Bob Shannon教授，他们是我在光学科学研究中心的良师益友。此外还要献给Rudolph Kingslake教授。我感谢他们在我完成此书过程中所给予的鼓励及指导。
感谢约翰·狄默克博士，应用光学中心和光学工程课程指导委员会主任。他对发展镜头设计教材慷慨解囊，这正是本书赖以存在的基础。同时，我还感谢审阅本书手稿的人员，他们按字母顺序排列为：Richard Buchroeder博士、Qian Gong 博士（Swales空间部）、John Loomis博士（Dayton研究所）、Malcolm MacFarlane 博士（Goodrich）、Ken Pitalo先生（Alabama大学）、Pat Reardon博士（Alabama 大学）、Babak Saif博士（空间望远镜研究所）、Jose Sasian博士（Arizona大学）、Lynn Seppala博士（Lawrence Livermore国家实验室）、Bob Shannon博士（Arizona 大学）、Greg Smith博士、Phil Stahl博士（Marshall空间飞行器中心）、Harold Suiter 博士、Bill Swantner博士（BSC光学部）和Mary Turner博士（Focus软件公司）。这些专家的意见和建议极大地提高了本书的质量。最后，我感谢我的女儿Jennifer，她为本书进行了极具美感的设计。
关于ZEMAX的声明：本书使用的是ZEMAX SE 6.0-7.2版。我已经发现，不同的版本在作了一次优化之后，透镜数据编辑器和优化函数里操作数的值会有轻微的差别，这种差别小到可以忽略不计。在我提供的很多ZEMAX设计实例中，优化后的数字值被明确地指出来或列成表格。使用其它版本的读者，对于优化后的数值与我所得数值精度如有不同，没有关系，它们的值肯定相当的接近。
作者经验：我发现在教授本课程中，数字投影仪必不可少，所以强烈建议教师使用数字投影仪。它不仅可以回顾作业，而且能够实时演示ZEMAX特性，图解设计方法。
·2·旋转角度传感器
Joseph M. Geary
应用光学中心
Alabama大学，Huntsville 2002-10-15
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目录
前言
第一章概述 (1)
1.1概述 (1)
1.1.1 什么是镜头设计 (1)
恶霉灵原药
1.1.2 本教程适合的读者 (1)
1.1.3 学完本教程应获得的知识 (1)
1.2设置阶段 (1)
1.2.1 一个例子 (1)
1.2.2 像差和成像 (3)
1.2.3透镜尺寸和全视场 (4)
1.2.4镜头规格参数 (5)
1.3作业 (8)
第二章ZEMAX (10)
2.1 ZEMAX概述 (10)
2.2 数据输入 (10)
菠萝去皮机
2.2.1在镜头数据编辑器中插入数据描述 (10)
2.2.2 对话框 (11)
2.3 轮廓图 (15)
2.4 一阶光学特性 (15)
2.5 分析 (15)
2.6 保持经常的存盘 (17)
2.7 ZEMAX玻璃库 (17)
2.8零碎 (18)
2.8.1 f-数详解 (18)
2.8.2 选择光线 (20)
第三章约定和非球面 (21)
3.1 概述 (21)
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