电子整机装配工艺与技能训练 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北京邮电大学出版社

作者:王来喜

出品人:

页数:146

译者:

出版时间:2007-8

价格:13.50元

装帧:

isbn号码:9787563515097

丛书系列:

图书标签:

• 电子装配
• 整机装配
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• 工业制造

现代光学成像系统设计与应用前沿 本书简介 本书聚焦于现代光学成像系统从基础原理到尖端应用的广阔领域，旨在为光学工程、精密仪器制造以及相关交叉学科的研究人员、工程师和高年级本科生提供一本全面、深入且富有实践指导意义的参考书。全书内容紧密围绕如何设计、优化和实现高性能的光学成像系统展开，涵盖了从经典的几何光学到前沿的计算光学和智能成像技术的完整脉络。 第一部分：光学成像系统基础理论与建模 本部分奠定了理解复杂光学系统的理论基石。 第一章：成像系统的基本原理与参数化描述 详细阐述了光线追迹、光瞳、视场等核心概念。重点讨论了成像系统的基本特征参数，如放大倍率、数值孔径（NA）、景深（DOF）和分辨率的量化标准。引入了对理想成像系统和有限共轭成像系统的数学建模方法，并使用Zemax、Code V等主流光学设计软件中的等效参数体系进行对比分析，使读者能够熟练地将理论模型转化为可操作的软件输入。对衍射极限和采样定理在数字成像中的应用进行了详尽的推导，为后续的数字像差校正打下基础。 第二章：现代光学成像中的像差理论与控制 这是本书的核心理论章节之一。系统地回顾了五种主要几何像差（球差、彗差、像散、场曲和畸变）的数学表达式、物理成因及其对成像质量的影响。特别增设了对高阶像差的介绍，如夸项（Spherical Aberration的五阶修正项）和紫斑（Coma的更高阶修正）。深入探讨了像差的量化工具——点扩散函数（PSF）和调制传递函数（MTF），并提供了如何通过MTF曲线来评估和比较不同成像系统性能的实用指南。针对像差控制，详细介绍了优化方法，包括使用非球面、衍射光学元件（DOE）以及设计复消色差系统来校正色差。 第三章：光学系统设计流程与工具 本章侧重于工程实践。系统地描述了一个标准光学成像项目从概念提出、规格定义、初步设计、优化迭代到公差分析的完整流程。详细介绍了初步设计中常用的透镜组结构（如开普勒式、望远式、伽利略式等）的选择原则。关键内容在于优化策略的讲解，包括全局优化（Global Optimization）和局部优化（Local Optimization）的适用场景、约束条件的设置（如镜片厚度、间距限制、材料选择），以及如何使用评价函数（Merit Function）的构建技巧来平衡系统的各项性能指标。对公差分析进行了深入探讨，讲解了蒙特卡洛分析法在评估制造和装配误差对成像质量影响中的应用。 第二部分：先进光学成像技术与组件 本部分深入探讨了支撑现代高性能成像系统的关键技术组件和新兴设计理念。 第四章：现代成像组件：镜头与传感器 4.1 高性能透镜设计： 重点讲解了如何利用现代光学材料的优势，特别是低色散玻璃和高折射率玻璃，来设计高性能的变焦镜头和微型镜头阵列。详细分析了自由曲面（Freeform Optics）在紧凑型高分辨率系统（如手机摄像头或VR/AR头戴显示器）中的应用原理、制造挑战和优化方法。 4.2 成像传感器技术： 全面概述了CMOS和CCD传感器的基本工作原理、量子效率（QE）、噪声特性（如暗电流噪声、读出噪声）。重点比较了背照式（BSI）和堆栈式（Stacked）传感器在提升性能方面的优势。讨论了像素尺寸与系统分辨率之间的内在联系，以及如何通过合理的传感器选择来匹配光学系统的衍射极限。 第五章：计算光学与波前整形 本章是本书的前沿焦点。介绍了传统几何光学的局限性，并引入了基于波动光学和傅里叶光学的方法来描述成像过程。 5.1 计算成像基础： 深入讲解了相位恢复算法、计算全息技术在实现超薄或无透镜成像系统中的潜力。重点讨论了基于光场（Light Field）成像的原理，包括对空间和角度信息的捕获，及其在后焦平面（Post-focal Plane）重聚焦和深度感知中的应用。 5.2 智能像差校正： 详述了自适应光学（AO）系统的工作原理，包括波前传感器（如Shack-Hartmann传感器）的结构、变形镜（Deformable Mirror, DM）的驱动机制，以及实时控制算法在补偿大气湍流或系统装配误差中的作用。 第六章：特殊功能成像系统设计实例 本部分通过具体应用案例来巩固理论知识。 6.1 显微成像系统： 重点分析了共聚焦显微镜（Confocal Microscopy）和双光子显微镜的截面成像原理，并探讨了如何设计具有超高分辨率（如STED或SIM技术）的物镜系统。 6.2 遥感与机器视觉： 阐述了高分辨率侦察卫星光学系统的轨道设计约束、热变形补偿策略以及大视场成像仪的畸变校正技术。在机器视觉方面，介绍了远心镜头的设计要求、线阵CCD相机的同步与曝光控制，以及高精度三维扫描系统的光学布局。 第七章：装配、测试与质量保证 本章将理论设计转化为可制造的产品。 7.1 光学装配工艺： 详细介绍了精密光学元件的对中、粘接、固定技术。讨论了热应力和机械应力对光学性能的影响，以及如何使用激光干涉仪和自准直仪进行高精度对中。 7.2 成像系统测试与表征： 涵盖了对成像系统进行全面性能评估的方法。包括MTF的实际测量技术（如OTF/MTF扫描仪法、双通法）、对焦系统的精度测试、以及环境适应性测试（如高低温循环和振动冲击测试）的标准和流程。重点说明了如何根据公差分析的结果，制定合理的验收标准。 总结与展望 本书的特点在于融合了经典理论的严谨性和现代计算光学的前沿性。它不仅教授读者“如何设计”，更教会读者“如何思考”一个光学系统的局限性与潜力。全书穿插了大量的工程实例和图表解析，强调了光学设计、机械结构设计和传感器电子学之间的跨学科协同作用。本书期望能激发读者在下一代超分辨、智能感知和深度学习赋能的成像技术领域进行持续的探索与创新。

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