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第一章 绪论1

1.1 目的和意义1

1.2 本书概要2

第一部分 回顾和概要7

第二章 基本问题7

2.1 基本指标7

2.1.1 光学元件与波前传播7

2.1.2 光学设计和公差8

2.1.3 制造与测量误差8

2.1.4 系统性能指标9

2.2 非球面光学元件的定义9

2.2.1 非球面光学元件的基本特点9

2.2.2 非球面的数学描述10

2.2.3 非球面光学元件的特有容差10

2.2.4 表面纹理11

2.3 图纸标注12

2.4 非球面元件的参数转换12

2.5 表面误差的研究12

2.5.1 非球面激光准直仪12

2.5.2 不同表面精密加工技术的比较14

2.5.3 相干光束的传播15

2.5.4 应用实例：打标仪16

2.6 参考文献16

第三章 应用17

3.1 物理学因素17

3.2 成像质量17

3.3 实例18

3.4 设计动因23

3.5 分类23

3.6 技术难题23

3.6.1 定心23

3.6.2 稳定性24

3.6.3 测量的复杂性24

3.7 应用领域24

第四章 非球面材料25

4.1 玻璃30

4.2 聚合物30

4.3 微晶陶瓷31

4.4 单晶和多晶陶瓷31

第五章 加工技术33

5.1 非球面加工：传统方法33

5.1.1 回预33

5.1.2 加工成型33

5.1.3 抛光35

5.1.4 模压成型37

5.2 当代加工技术概述37

5.2.1 加工成型40

5.2.2 抛光40

5.2.3 局部修正41

5.2.4 计算机控制抛光（CCP）41

5.2.5 液体射流抛光（FJP）42

5.2.6 磁流变抛光（MRF）42

5.2.7 离子束抛光（IBF）43

5.3 非球面加工工艺44

5.4 混合技术44

5.5 模压45

5.5.1 精密玻璃模压45

5.5.2 塑料模压45

5.5.3 相关——最终表面质量——表面处理46

5.6 参考文献47

第六章 测量49

6.1 光学系统性能测量49

6.2 单表面测量49

6.3 表面测量50

6.3.1 光学表面的特性50

6.4 表面粗糙度和波纹度的测量51

6.5 表面面形测量54

6.5.1 未抛光表面的面形测量55

6.5.2 抛光表面的面形测量55

6.6 干涉检测55

6.6.1 基于CGH的表面面形测量56

6.6.2 CGH的设计与制作57

6.7 基于夏克—哈特曼波前传感器的表面面形测量59

6.8 各种方法的比较60

6.9 参考文献60

第七章 镀膜技术62

7.1 概述62

7.2 商业市场62

7.2.1 国际市场62

7.2.2 镀膜类型62

7.2.3 镀膜成本63

7.2.4 国际市场格局63

7.3 沉积技术、膜系设计及监控63

7.3.1 沉积技术63

7.3.2 膜系设计65

7.3.3 监控技术65

7.4 塑料光学中的多功能镀膜66

7.5 实际应用66

7.6 纳米涂层67

7.7 小结67

7.8 参考文献68

7.9 补充读物68

第八章 装配技术69

8.1 设计和装配的关系69

8.2 装配方法概述69

8.2.1 常用球面光学镜头的装配69

8.2.2 高端球面光学镜头的装配70

8.2.3 高端非球面光学镜头的装配71

8.2.4 微光学系统的自动装配71

8.3 误差和公差72

8.3.1 元件公差72

8.3.2 装配公差72

8.4 补偿器73

8.5 非球面元件光轴的对准74

8.6 单片光学74

8.7 技术描述75

8.8 参考文献75

第九章 发展趋势76

9.1 引言76

9.2 初步分析76

9.3 应用77

9.4 材料77

9.5 加工技术和计量79

9.5.1 集成化加工测量79

9.5.2 零光学元件80

9.5.3 可替代的测量方法80

9.5.4 综合技术80

9.5.5 自适应系统80

9.5.6 自由曲面81

9.5.7 液体透镜81

9.5.8 仿真和建模81

9.6 镀膜技术82

9.7 装配83

9.7.1 自动化装配83

9.7.2 胶合及粘接83

9.7.3 弹性复位垫圈83

9.7.4 完整装配工艺83

9.7.5 单片光学83

9.8 参考文献84

第十章 数学公式85

1 0.1 二次曲面85

10.2 ISO10110第12部分的基本公式86

10.2.1 修正87

第二部分 专家们的技术汇编第十一章 应用91

11.1 照明91

11.1.1 数字投影仪和背投电视91

11.1.2 汽车前灯92

11.1.3 光学系统93

11.1.4 设计动因和非球面化程度96

11.1.5 加工和性能参数96

11.1.6 展望98

11.1.7 参考文献98

11.2 微光学柱形非球面快轴准直仪99

11.2.1 应用领域99

11.2.2 光学系统99

11.2.3 工艺和性能参数99

11.2.4 材料101

11.2.5 制造及公差101

11.2.6 质量控制101

11.2.7 小结102

11.2.8 参考文献103

11.3 成像光学103

11.3.1 应用领域103

11.3.2 光学系统103

11.3.3 设计动因和非球面的推广程度104

11.3.4 进展和性能参数104

11.3.5 小结105

11.3.6 补充读物105

11.4 大像面镜头中的非球面105

11.4.1 照相镜头中非球面的应用105

11.4.2 大广角镜头中非球面的应用106

11.4.3 目的106

11.4.4 结果106

11.4.5 生产：制造工艺107

11.4.6 精密测量设备107

11.4.7 展望108

11.5 紫外和超紫外光刻中的非球面投影镜头108

11.5.1 引言108

11.5.2 瑞利判据下的光刻技术109

11.5.3 高数值孔径镜头中的非球面109

11.5.4 浸液光刻技术110

11.5.5 超紫外光刻技术111

11.5.6 展望112

11.5.7 致谢113

11.5.8 参考文献113

11.6 航测的大画面镜头114

11.6.1 应用领域114

11.6.2 光学系统115

11.6.3 设计动因和非球面的推广程度116

11.6.4 工艺和性能参数116

11.6.5 小结117

11.6.6 参考文献118

11.7 空间通信中的反射望远镜118

11.7.1 应用领域：卫星间的光网络118

11.7.2 光学自由空间通信系统118

11.7.3 设计动因和非球面的推广程度119

11.7.4 工艺和性能参数120

11.7.5 质量保证121

11.7.6 小结122

11.7.7 参考文献122

11.8 望远镜中的自由校正板122

11.8.1 应用领域122

11.8.2 设计动因和非球面的推广程度123

11.8.3 工艺和性能参数123

11.8.4 小结124

11.8.5 参考文献124

第十二章 材料125

12.1 低Tg玻璃（nd<1.6,ud>65）125

12.1.1 玻璃的用途125

12.1.2 玻璃的类型125

12.1.3 光学特性126

12.1.4 机械特性126

12.1.5 化学特性127

12.1.6 热学特性128

12.1.7 应用及局限128

12.1.8 参考文献128

12.1.9 相关链接129

12.1.10 研究与开发129

12.2 低Tg玻璃（1.6<nd<1.9,40<ud<65）129

12.2.1 玻璃的用途129

12.2.2 玻璃的类型129

12.2.3 光学特性130

12.2.4 机械特性130

12.2.5 化学特性131

12.2.6 热学特性131

12.2.7 应用及局限132

12.2.8 参考文献132

12.2.9 相关链接132

12.2.10 研究与开发132

12.3 低Tg玻璃（1.8<nd,30>ud）132

12.3.1 玻璃的用途132

12.3.2 玻璃的类型133

12.3.3 光学特性133

12.3.4 机械特性134

12.3.5 化学特性134

12.3.6 热学特性135

12.3.7 应用及局限135

12.3.8 参考文献135

12.3.9 相关链接135

12.3.10 研究与开发136

12.4 紫外光学玻璃136

12.4.1 玻璃的用途136

12.4.2 玻璃的类型136

12.4.3 光学特性137

12.4.4 机械特性137

12.4.5 化学特性138

12.4.6 热学特性139

12.4.7 供货形式140

12.4.8 应用及局限141

12.4.9 参考文献141

12.4.10 相关链接141

12.4.11 研究与开发141

12.5 熔石英141

12.5.1 玻璃的用途141

12.5.2 玻璃的类型141

12.5.3 光学特性142

12.5.4 机械特性142

12.5.5 化学特性142

12.5.6 热学特性142

12.5.7 供货形式143

12.5.8 应用及局限143

12.5.9 参考文献143

12.5.10 相关链接143

12.5.11 研究与开发143

12.6 光学聚合物144

12.6.1 聚合物的用途144

12.6.2 聚合物的类型144

12.6.3 光学特性144

12.6.4 机械特性145

12.6.5 化学特性145

12.6.6 热学特性146

12.6.7 供货形式146

12.6.8 应用及局限147

12.6.9 参考文献147

12.6.10 相关链接147

12.7 紫外光学晶体148

12.7.1 晶体的用途148

12.7.2 晶体的类型148

12.7.3 光学特性148

12.7.4 机械特性149

12.7.5 化学特性149

12.7.6 热学特性149

12.7.7 供货形式150

12.7.8 应用及局限150

12.7.9 研究与开发150

12.8 红外光学晶体150

12.8.1 晶体的用途150

12.8.2 晶体的类型150

12.8.3 光学特性151

12.8.4 机械特性151

12.8.5 物理和化学特性152

12.8.6 热学特性152

12.8.7 供应形式153

12.8.8 应用及局限153

12.8.9 研究和开发153

12.9 玻璃陶瓷153

12.9.1 玻璃陶瓷的用途153

12.9.2 玻璃陶瓷的各种类型153

12.9.3 光学性能154

12.9.4 机械性能154

12.9.5 化学性能154

12.9.6 热学性能155

12.9.7 供货形式155

12.9.8 应用及局限156

12.9.9 链接（企业信息）156

12.9.10 链接（研究和开发）156

12.10 光学陶瓷156

12.10.1 光学陶瓷的类型156

12.10.2 光学特性157

12.10.3 机械特性157

12.10.4 热学特性158

12.10.5 供应形式158

12.10.6 应用范围与其局限性158

12.10.7 相关链接158

12.11 红外光学玻璃159

12.11.1 红外光学玻璃的特定用途159

12.11.2 红外光学玻璃类型159

12.11.3 光学特性160

12.11.4 机械特性161

12.11.5 化学特性161

12.11.6 热学特性162

12.11.7 供应形式163

12.11.8 应用及局限163

12.11.9 参考文献163

12.11.10 相关链接163

12.11.11 研究与进发163

第十三章 加工技术164

13.1 环带研磨加工164

13.1.1 技术简介164

13.1.2 技术的预期目的164

13.1.3 技术特点164

13.1.4 研磨过程描述165

13.1.5 最新进展166

13.1.6 工艺参数167

13.1.7 小结168

13.1.8 补充读物168

13.1.9 相关链接168

13.2 环带抛光169

13.2.1 技术简介169

13.2.2 技术的预期目的169

13.2.3 技术特点170

13.2.4 抛光过程170

13.2.5 最新进展171

13.2.6 工艺参数171

13.2.7 小结172

13.2.8 补充读物172

13.2.9 相关链接173

13.3 磁流变抛光173

13.3.1 技术简介173

13.3.2 技术的预期目的174

13.3.3 技术特点174

13.3.4 磁流变抛光过程174

13.3.5 最新进展175

13.3.6 工艺参数176

13.3.7 小结177

13.3.8 补充读物177

13.3.9 相关链接177

13.4 计算机控制抛光178

13.4.1 技术简介178

13.4.2 技术的预期目的178

13.4.3 技术特点179

13.4.4 抛光过程179

13.4.5 最新进展179

13.4.6 抛光的工艺参数180

13.4.7 小结181

13.4.8 补充读物181

13.4.9 相关链接181

13.5 子孔径自动抛光182

13.5.1 技术简介182

13.5.2 技术目的182

13.5.3 技术特点182

13.5.4 抛光过程184

13.5.5 工艺参数185

13.5.6 小结185

13.5.7 最新发展185

13.5.8 补充读物186

13.6 计算机辅助射流抛光186

13.6.1 技术简介186

13.6.2 技术目的186

13.6.3 技术特点187

13.6.4 抛光过程187

13.6.5 最新进展187

13.6.6 性能及应用187

13.6.7 工艺参数189

13.6.8 小结189

13.6.9 补充读物189

13.6.10 相关链接189

13.7 离子束抛光189

13.7.1 技术简介189

13.7.2 技术目的190

13.7.3 技术特点190

13.7.4 抛光过程191

13.7.5 最新进展192

13.7.6 抛光的工艺参数192

13.7.7 小结193

13.7.8 补充读物193

13.8 精密玻璃模压193

13.8.1 技术简介193

13.8.2 技术目的193

13.8.3 技术特点194

13.8.4 模压过程194

13.8.5 工艺参数197

13.8.6 小结198

13.8.7 现状199

13.9 精密玻璃压型模具199

13.9.1 技术简介199

13.9.2 技术目的200

13.9.3 技术特点200

13.9.4 模具制造的过程201

13.9.5 工艺参数203

13.9.6 小结204

13.10 高精密聚合物光学元件的注塑成型204

13.10.1 技术简介204

13.10.2 技术应用204

13.10.3 技术特点205

13.10.4 注塑成型过程205

13.10.5 注塑成型的工艺参数211

13.10.6 补充读物212

13.10.7 相关链接213

13.11 基于晶圆技术的非球面微透镜加工技术213

13.11.1 技术简介213

13.11.2 技术目的214

13.11.3 技术特点214

13.11.4 加工过程215

13.11.5 工艺参数217

13.11.6 小结217

13.11.7 现状217

13.11.8 补充读物218

第十四章 测量219

14.1 探针式轮廓测量219

14.1.1 技术简介219

14.1.2 技术应用219

14.1.3 技术特点219

14.1.4 测量过程220

14.1.5 最新进展221

14.1.6 探针式轮廓测量的基本参数222

14.1.7 相关链接223

14.2 干涉测量224

14.2.1 技术简介224

14.2.2 技术目的224

14.2.3 技术特点224

14.2.4 干涉测量过程225

14.2.5 干涉测量的基本参数231

14.2.6 小结231

14.2.7 现状231

14.2.8 补充读物236

14.2.9 相关链接236

14.3 波前传感器237

14.3.1 技术简介237

14.3.2 技术应用237

14.3.3 技术特点237

14.3.4 测量过程238

14.3.5 波前传感器的基本参数239

14.3.6 小结240

14.3.7 现状240

14.3.8 补充读物241

14.3.9 相关链接241

14.4 表面／微结构检测242

14.4.1 技术简介242

14.4.2 技术应用242

14.4.3 技术特点242

14.4.4 检测过程242

14.4.5 表面／微结构检测的基本参数244

14.4.6 现状245

14.4.7 补充读物245

14.4.8 相关链接245

第十五章 薄膜技术246

15.1 光学薄膜设计246

15.1.1 技术简介246

15.1.2 技术应用246

15.1.3 技术特点247

15.1.4 设计过程247

15.1.5 补充读物250

15.1.6 相关链接250

15.2 电子束热蒸发251

15.2.1 技术简介251

15.2.2 技术应用251

15.2.3 技术特点251

15.2.4 蒸发过程251

15.2.5 最新进展252

15.2.6 电子束热蒸发的参数252

15.3 离子束辅助沉积253

15.3.1 技术简介253

15.3.2 技术应用253

15.3.3 技术特点253

15.3.4 沉积过程253

15.3.5 最新进展254

15.3.6 离子束辅助沉积的参数254

15.3.7 相关链接255

15.4 离子镀256

15.4.1 技术简介256

15.4.2 技术应用256

15.4.3 技术特点256

15.4.4 离子镀过程256

15.4.5 离子镀参数257

15.4.6 相关链接258

15.5 先进等离子体源（APS源）259

15.5.1 技术简介259

15.5.2 技术应用259

15.5.3 技术特点259

15.5.4 辅助沉积过程259

15.5.5 辅助镀膜参数260

15.5.6 相关链接261

15.6 磁控溅射261

15.6.1 技术简介261

15.6.2 技术应用261

15.6.3 技术特点261

15.6.4 溅射过程262

15.6.5 最新进展264

15.6.6 磁控溅射镀膜参数265

15.6.7 小结265

15.6.8 补充读物266

15.7 离子束溅射266

15.7.1 技术简介266

15.7.2 技术应用267

15.7.3 技术特点267

15.7.4 溅射沉积过程267

15.7.5 最新进展268

15.7.6 离子束溅射镀膜参数268

15.7.7 小结269

15.7.8 补充读物269

15.7.9 相关链接270

15.8 脉冲等离子体化学气相沉积270

15.8.1 技术简介270

15.8.2 技术应用270

15.8.3 技术特点270

15.8.4 沉积过程271

15.8.5 最新进展272

15.8.6 PICVD镀膜参数272

15.8.7 现状273

15.8.8 小结273

15.8.9 补充读物273

15.8.10 相关链接273

第十六章 装配技术274

16.1 球面透镜的装配技术（民用光学）274

16.1.1 技术简介274

16.1.2 技术应用274

16.1.3 技术特点274

16.1.4 装配过程275

16.1 5 最新进展276

16.1.6 装配参数276

16.1.7 小结278

16.1.8 相关链接278

16.2 球面透镜的装配技术（高质量光学）278

16.2.1 技术简介278

16.2.2 技术应用278

16.2.3 技术特点278

16.2.4 装配过程279

16.2.5 装配参数281

16.2.6 补充读物282

16.2.7 相关链接282

16.3 非球面透镜的装配技术282

16.3.1 技术简介282

16.3.2 技术应用282

16.3.3 技术特点283

16.3.4 装配过程283

16.3.5 最新进展285

16.3.6 装配参数285

16.3.7 小结285

16.3.8 补充读物286

16.4 微装配TRIMO286

16.4.1 技术简介286

16.4.2 技术应用286

16.4.3 技术特点286

16.4.4 装配过程288

16.4.5 最新进展289

16.4.6 装配参数291

16.4.7 小结292

16.4.8 补充读物292

16.5 CNC单点车削光学元件的装配292

16.5.1 技术简介292

16.5.2 装配过程294

16.5.3 装配参数295

16.5.4 小结296

16.5.5 补充读物296

16.5.6 相关链接297

第十七章 编辑和作者简介298

17.1 主要编辑298

17.2 编写专家300

致谢303