非成像光学设计

　　《非成像光学设计》较为系统地介绍非成像光学理论与设计方法，共5章。第一章介绍几何光学的基本理论，接着简单介绍成像光学理论，然后介绍非成像光学的发展历史、现状、基本理论以及设计方法。第2章介绍构建光学表面所需的曲线和曲面理论，包括微分几何的基础理论及NURBS曲线和曲面构造方法。第3章介绍非成像光学的基本概念和基础理论，主要包括光展、光展守恒原理、流线、哈密顿光学和边光原理等内容。第4章介绍较为传统的非成像光学设计方法，包括CPC方法、菲涅尔透镜、流矢法、同步多表面法等。第5章重点介绍基于自由曲面的非成像光学设计法，主要包括Monge-Ampere方程法、网格映射曲面构造法、二次曲面包络法和混合方法等。《非成像光学设计》可作为照明工程、光学工程和太阳能（光伏）等专业的光学设计课程的本科生或研究生教材，也可作为相关领域从事科研、工程设计的广大科技工作者的参考书。

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前言 第1章 概论 1．1 几何光学 1．1．1 基本原理 1．1．2 基本定律 1．1．3 光迹方程 1．1．4 成像光学 1．2 非成像光学 1．2．1 非成像光学的发展 1．2．2 非成像光学系统 1．2．3 非成像光学理论框架 1．2．4 非成像光学设计方法 1．3 数学工具与光学软件 第2章 曲线与曲面的基本理论 2．1 曲线 2．1．1 参数化曲线 2．1．2 曲率与Frenet．标架 2．1．3 曲线的挠率和Frenet公式 2．2 曲面 2．2．1 参数化曲面 2．2．2 切平面、法矢量与自然标架 2．2．3 曲面的基本形式 2．2．4 曲面的曲率 2．2．5 曲面论的基本方程 2．3 NURBS曲线和曲面 2．3．1 NURBS曲线 2．3．2 NURBS曲面 第3章 非成像光学理论基础 3．1 光展理论 3．1．1 光展 3．1．2 光展守恒原理 3．1．3 光展的其他表达 3．2 哈密顿光学 3．2．1 费马原理 3．2．2 一般情形的拉格朗日量和哈密顿量 3．2．3 几何光学的拉格朗日量和哈密顿量 3．2．4 哈密顿量的另一种形式 3．2．5 哈密顿方程的坐标系变换 3．3 边光原理 3．3．1 边光定义 3．3．2 边光原理 3．3．3 两个例子 第4章 非成像光学设计方法 4．1 CPC设计 4．1．1 简介 4．1．2 集光率 4．1．3 最大集光能力 4．2 菲涅尔配光设计 4．2．1 菲涅尔透镜简介 4．2．2 几何光学原理 4．2．3 菲涅尔透镜设计 4．2．4 菲涅尔透镜阵列的设计 4．3 流矢设计方法 4．3．1 简介 4．3．2 流矢的定义 4．3．3 基于边缘光线的流矢计算 4．3．4 流矢和光展 4．3．5 圆盘状光源的流矢 4．3．6 集光器的流矢设计方法 4．4 同步多表面设计法 4．4．1 SMS简介 4．4．2 SMS光学结构 4．4．3 LED准直器设计 4．4．4 SMS设计方法 第5章 基于自由曲面的配光设计方法 5．1 简介 5．1．1 问题解析 5．1．2 背景应用 5．1．3 现有基础 5．1．4 本章安排 5．2 Monge-Ampere方程自由曲面设计方法 5．2．1 Monge-Ampere方程数学推导 5．2．2 设计案例 5．3 网格映射曲面构造法 5．3．1 ODE方法及其优化方法 5．3．2 PDE方法 5．3．3 配焦椭流线法与优化 5．3．4 配焦椭流面法与优化 5．4 二次曲面包络法 5．4．1 SP方法 5．4．2 SE方法 5．4．3 SO方法 5．4．4 案例实现 5．5 混合设计方法 5．5．1 思路与方法 5．5．2 两个案例 参考文献