非成像光學系統(tǒng)設計方法與實例

定　價：￥49.00

作　者：	蘇宙平著
出版社：	機械工業(yè)出版社
叢編項：
標　簽：	>工業(yè)技術 >機械/儀表工業(yè) >機械學（機械設計基礎理論）

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ISBN：	9787111582267	出版時間：	2017-12-01	包裝：	平裝
開本：	16開	頁數(shù)：	152	字數(shù)：

內(nèi)容簡介

　　本書詳細地介紹了一些典型的非成像系統(tǒng)的光學設計方法及案例，全書共12章，包含LED照明光學設計、太陽能集光系統(tǒng)的光學設計、激光擴束與整形光學系統(tǒng)設計等內(nèi)容。LED照明光學設計包括了LED窄光束光學系統(tǒng)設計、LED均勻照明的光學系統(tǒng)設計、擴展LED光源的二次光學設計及平面LED陣列和球形LED陣列設計；太陽能集光系統(tǒng)的光學設計包括了用于太陽能聚光的菲涅耳透鏡及反射式光學系統(tǒng)設計；激光擴束與整形光學系統(tǒng)設計包括了透鏡擴束系統(tǒng)、棱鏡擴束系統(tǒng)、自由曲面激光整形系統(tǒng)及微透鏡陣列整形系統(tǒng)的設計。本書后介紹了光學仿真軟件FRED在非成像光學系統(tǒng)設計中的應用。全書緊緊圍繞工程應用中的實際案例，探討設計思想，介紹設計方法及設計過程。讀者可以將本書中的案例，根據(jù)自己的設計要求稍微做改動就可以應用，極大地簡化了設計過程。

作者簡介

　　蘇宙平，男，江南大學副教授。蘇宙平分別在中科院上海光機所和中科院長春光機所獲得博士和碩士學位；曾經(jīng)在羅切斯特大學 Hopkins光學設計中心、自由曲面光學中心作Visiting Scientist；在臺灣“中央大學”光電系，作訪問學者；主要研究方向為成像與非成像光學設計，特別是自由曲面在光學設計中的應用；主持國家自然基金，中央高?；緲I(yè)務課題等8項，在Opt.Express， J.Photo. Enery， Chin.Opt.Lett.等發(fā)表論文25篇左右，申請專利近15項，擔任Opt.Express，Appl.Opt.，Chin.Opt.Lett.的審稿人，光學學報Topical Editor（光學設計方向）。

圖書目錄

目錄
前言
第1章LED窄光束光學系統(tǒng)設計1
1.1TIR透鏡（含雙透射自由曲面）設計的基本原理3
1.1.1折射部分自由曲面的設計3
1.1.2反射部分自由曲面的設計7
1.1.3案例設計與分析9
1.2TIR透鏡（含單透射自由曲面）設計的基本原理10
1.2.1透射部分的外表面設計10
1.2.2反射部分的反射面設計11
1.2.3案例設計與分析12
參考文獻14

第2章實現(xiàn)LED均勻圓形輻照度分布自由曲面光學設計15
2.1實現(xiàn)LED均勻圓形輻照度分布自由曲面透鏡設計15
2.1.1實現(xiàn)LED均勻圓形輻照度分布自由曲面透鏡設計過程16
2.1.2旋轉(zhuǎn)對稱自由曲面透鏡設計實例20
2.2實現(xiàn)LED均勻圓形光斑的自由曲面反光杯設計21
2.2.1LED反光杯設計原理21
2.2.2LED反光杯設計過程21
2.2.3LED反光杯設計實例24
參考文獻25

第3章實現(xiàn)LED均勻矩形輻照度分布自由曲面光學設計26
3.1用于產(chǎn)生均勻輻照度分布矩形光斑的自由曲面透鏡設計26
3.1.1將光源按等光通量進行劃分26
3.1.2將目標面按等面積進行劃分29
3.1.3自由曲面透鏡的構(gòu)建算法30
3.2非旋轉(zhuǎn)對稱的非連續(xù)自由曲面透鏡設計案例33
參考文獻34

第4章基于LED擴展光源的二次光學設計35
4.1基于反饋優(yōu)化算法設計LED擴展光源的自由曲面透鏡35
4.1.1反饋優(yōu)化算法的原理35
4.1.2基于幾種不同參數(shù)調(diào)整的反饋優(yōu)化36
4.1.3設計案例38
4.2基于全局優(yōu)化算法設計LED擴展光源的自由曲面透鏡40
參考文獻43

第5章平面LED陣列輻照度均勻化技術44
5.1平面LED陣列的優(yōu)化設計與集成技術44
5.1.1LED陣列設計理論44
5.1.2模擬退火算法設計46
5.1.3平面LED陣列設計案例47
5.2大顆數(shù)LED陣列的設計59
5.2.1基本LED陣列模塊的形成60
5.2.2大顆數(shù)LED陣列的形成方法61
參考文獻62

第6章球形LED陣列輻照度均勻化技術64
6.1球形LED陣列設計理論64
6.2遺傳算法設計66
6.3對稱分布的球形LED陣列照明平面目標面67
6.4非對稱分布的球形LED陣列照明球形目標面70
參考文獻73

第7 章用于太陽能聚光的菲涅耳透鏡設計74
7.1用于太陽能集光的菲涅耳透鏡設計原理74
7.1.1等分入射到菲涅耳透鏡上的光能75
7.1.2菲涅耳面的設計原理與方法77
7.1.3菲涅耳透鏡設計案例79
7.2用于太陽能集光的菲涅耳透鏡設計中的其他問題81
參考文獻82

第8章基于反射式的太陽能集光系統(tǒng)的設計83
8.1復合拋物面反射器優(yōu)化設計方法83
8.2實現(xiàn)輻照度均勻分布的雙反射太陽能集光系統(tǒng)設計86
參考文獻89

第9章激光擴束系統(tǒng)的光學設計90
9.1棱鏡擴束系統(tǒng)的光學設計90
9.1.1影響單棱鏡擴束的因素90
9.1.2多棱鏡擴束系統(tǒng)中相鄰棱鏡的位置關系確定93
9.1.3棱鏡擴束系統(tǒng)設計案例94
9.2透鏡擴束系統(tǒng)的光學設計95
9.2.1折射式擴束系統(tǒng)設計案例96
9.2.2反射式擴束系統(tǒng)設計案例98
9.2.3柱透鏡擴束設計案例102
參考文獻102

第10章自由曲面激光光束整形系統(tǒng)設計103
10.1用于準直激光光束整形的自由曲面透鏡設計104
10.1.1旋轉(zhuǎn)對稱自由曲面整形透鏡設計104
10.1.2非旋轉(zhuǎn)對稱自由曲面整形透鏡設計107
10.2用于發(fā)散激光光束整形的自由曲面透鏡設計110
10.3用于同時控制波前與輻照度均勻度的雙自由曲面透鏡115
10.3.1旋轉(zhuǎn)對稱的雙自由曲面透鏡設計115
10.3.2旋轉(zhuǎn)對稱的雙自由曲面透鏡設計案例118
參考文獻119

第11章基于微透鏡陣列的激光光束整形120
11.1基于微透鏡陣列的激光光束整形原理120
11.2基于微透鏡陣列的旋轉(zhuǎn)對稱激光光束整形光學系統(tǒng)設計120
11.3基于微透鏡陣列的非旋轉(zhuǎn)對稱激光光束整形光學系統(tǒng)設計124
11.3.1基于柱透鏡陣列的一維光束整形125
11.3.2基于柱透鏡陣列的二維光束整形127
參考文獻130

第12章基于FRED非成像光學設計案例131
12.1FRED功能與應用領域介紹131
12.2基于FRED的單反相機的鬼像與雜散光分析133
12.2.1導入光機系統(tǒng)模型133
12.2.2雜散光計算與分析的主要過程133
12.2.3總結(jié)144
12.3基于FRED優(yōu)化導光管實現(xiàn)預定的輻照度分布144
12.4基于FRED最大激光能量密度位置計算及可視化147
12.4.1聚焦TEM00模式的能量密度可視化147
12.4.2聚焦的“非高斯”能量密度可視化148
參考文獻152