非成像光学导论（第二版）

　　非成像光学是一门新兴但极有潜力的技术，主要用于设计*优化的太阳能集中器和照明光学中的的固态照明应用。本书提供了该领域中的一手研究资源和理论信息。全书分为两个主要部分，第一部分主要讲解了非成像光学的主要概念和设计方法；第二部分总结了光线、波前、反/折射等基本概念，作者试图将非成像同其他广泛的领域联系起来。

　　Julio Chaves，埃武拉大学教授，博士生导师，Light Prescriptions Innovators（LPI） 公司（世界知名的太阳能及非成像光学公司）资深工程师。《照明工程：非成像光学设计》一书的主要作者之一。

第1章为什么使用非成像光学/1
1.1面积与角度/1
1.2准直器:大面积接收器的照明/4
1.3集中器:小面积接收器的照明/10
1.4准直器及集中器的小结/14
1.5准直器的误差/16
1.6集中器的误差/19
1.7不均匀光源/22
1.8太阳能集中器/27
1.9光通量/32
1.10波前与同时多曲面/36
参考文献/40
第2章基本概念/42
2.1简介/42
2.2成像光学与非成像光学/42
2.3复合抛物面集中器/46
2.4最大集中率/54
2.5例子/58
参考文献/60
第3章二维集中器的设计/61
3.1简介/61
3.2光源距离为有限时的集中器设计/61
3.3绳子方法/65
3.4介质光学组件/71
3.5非对称光学/72
3.6例子/76
参考文献/85
第4章光学扩展量及WinstonWelford设计方法/87
4.1简介/87
4.2光学扩展量守恒/89
4.3非理想光学系统/93
4.4光学扩展量作为一个几何量/95
4.5二维系统/97
4.6光学扩展量作为光学动量的积分/98
4.7光学扩展量作为相空间里的一个体积/102
4.8光学扩展量作为光程差/104
4.9流线/107
4.10WinstonWelford设计方法/110
4.11焦散型流线/119
4.12最大聚光比/122
4.13光学扩展量与形状因子/126
4.14例子/128
参考文献/132
第5章矢通量/134
5.1简介/134
5.2矢通量的定义/137
5.3矢通量作为边缘光线的平分线/140
5.4矢通量与光学扩展量/141
5.5圆盘形朗伯光源的矢通量/144
5.6用矢通量设计集中器/147
5.7例子/149
参考文献/151
第6章主组件与流线次组件的结合/152
6.1简介/152
6.2修改接收器的形状/154
6.3复合椭圆集中器次组件/158
6.4截断喇叭形次组件/160
6.5大接收器的喇叭形次组件/163
6.6具有多个入光孔的次组件/164
6.7最大聚光比的截断喇叭形集中器/168
6.8低聚光比的截断喇叭形集中器/178
6.9菲涅耳主组件/180
6.10菲涅耳主组件的截断喇叭形集中器/184
6.11例子/192
参考文献/202
第7章阶梯形流线非成像光学组件/205
7.1简介/205
7.2紧凑集中器/205
7.3具有间隙的集中器/212
7.4例子/218
参考文献/220
第8章灯具/221
8.1简介/221
8.2对应于大光源的平面镜灯具/222
8.3平面光源的一般解决方法/231
8.4平面光源的远缘发散灯具/234
8.5平面光源的远缘会聚灯具/237
8.6平面光源的近缘发散灯具/240
8.7平面光源的近缘会聚灯具/245
8.8圆形光源的灯具/246
8.9例子/259
8.10附录A:线性光源的镜面微分方程/268
8.11附录B:圆形光源的镜面微分方程/269
参考文献/271
第9章MinanoBenitez设计方法(同步多表面设计方法)/273
9.1简介/273
9.2RR光学组件/275
9.3薄边同步多表面器件/287
9.4XR、RX及XX光学组件/294
9.5一般波前的MinanoBenitez设计方法/303
9.6RXI光学组件:迭代计算/308
9.7RXI光学组件:直接计算/314
9.8同步多表面设计方法光程的调整/318
9.9三维同步多表面设计方法/320
9.10三维非对称同步多表面设计方法/331
9.11薄边三维同步多表面设计方法/336
9.12其他同步多表面光学组件/340
9.13例子/340
参考文献/354
第10章产生指定输出分布的波前/356
10.1简介/356
10.2产生指定光强度分布的波前/356
10.3产生指定光照度分布的波前/369
10.4光束耦合与指定光照度分布/379
参考文献/381
第11章微小光学扩展量光学组件/382
11.1简介/382
11.2微小光学扩展量光学组件/382
11.3连续光学表面/388
11.4菲涅耳光学组件/392
11.5在有限距离处的光源/396
11.6例子/402
参考文献/404
第12章科勒光学器件与混色/405
12.1简介/405
12.2科勒光学器件/405
12.3根据科勒光学器件设计的太阳能集中器/418
12.4产生指定光照度的科勒光学器件/427
12.5对科勒光学器件进行调色/432
12.6同步多表面设计科勒光学器件/436
12.7调色与槽形反射器/453
12.8例子/459
参考文献/461
第13章应用泊松括号的Minano设计方法/463
13.1简介/463
13.2不均匀介质二维集中器的设计/463
13.3边缘光线在相空间中形成的管状表面/467
13.4泊松括号/473
13.5曲线坐标系统/475
13.6二维集中器的设计/477
13.7理想二维集中器的例子/479
13.8三维集中器的设计/486
13.9理想三维集中器的例子/490
参考文献/494
第14章拉格朗日和哈密顿几何光学/495
14.1费马原理/495
14.2一般情形的拉格朗日量和哈密顿量/501
14.3几何光学的拉格朗日量和哈密顿量/504
14.4哈密顿量的另一种形式/507
14.5哈密顿方程的坐标系变换/511
14.6积分不变量/515
14.7规范转换的系统运动/522
参考文献/524
第15章光线和波前/526
15.1光学动量/526
15.2光程函数方程/531
15.3光线方程/531
15.4两个波前之间的光学路径长度/534
参考文献/537
第16章反射和折射/538
16.1光线的反射和折射/538
16.2反射定律和折射定律/544
参考文献/547
第17章对称性/548
17.1动量守恒和表观折射率/548
17.2线性对称/551
17.3环形对称和斜率不变/553
参考文献/561
第18章相空间作用域/562
18.1作用域和点特征函数/562
18.2哈密顿光学中的é光学扩展量/566
18.3积分不变量和é光学扩展量/568
18.4折射、反射和二维光学扩展量/569
18.5二维光学扩展量举例/571
参考文献/578
第19章经典力学和几何光学/580
19.1作用域和点特征函数/580
19.2扭曲不变量和角动量守恒/584
19.3力学中的势能和光学中的折射率/584
参考文献/585
第20章辐射度量学测定、光度学、辐射热转换/586
20.1定义/586
20.2均匀介质中的辐亮度守恒/589
20.3反射和折射中的辐亮度守恒/591
20.4光学扩展量和形状因子/594
20.5二维系统/597
20.6平面照明/598
参考文献/601
第21章平面曲线/602
21.1概论/602
21.2抛物线/607
21.3椭圆/609
21.4双曲线/610
21.5圆锥曲线/612
21.6渐开线/613
21.7绕组宏聚焦抛物线/614
21.8非绕组宏聚焦抛物线/617
21.9绕组宏聚焦椭圆 /619
21.10非绕组宏聚焦椭圆 /622
21.11平行射线笛卡儿椭圆/623
21.12会聚或发散射线笛卡儿椭圆 /625
21.13逐点法计算笛卡儿椭圆/632
21.14等角螺线/634
21.15函数定义/636
参考文献/642