具体描述
本书共分六章。第一章为静力学，介绍了静力学基本概念、平面力系合成与平衡的计算、考虑磨擦力时物体的平衡计算主空间力系简介；第二章为材料力学，简述了构件拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转、弯曲以及组合变形的强度计算及影响因素；第三章为机械零件，讲述了螺纹联接、轴、键与销、滑动轴承、滚动轴承、联轴器、离合器和制动器等的结构及工作原理等；第四章为机械传动，介绍了带传动、链传动、齿轮传动、蜗杆传动、轮系及螺旋传动等各类传动的原理、结构、传动比计算及其应用；第五章为机构，分析了平面连杆机构、凸轮机构、间歇运动机构、变速变向机构及安全保险机构等的结构与工作原理；第六章为液压传动，介绍了液压传动基本概念、液压泵、液压缸、液压控制阀、液压辅件的结构和工作原理，简单液压传动系统的应用等。
本书按最新机械类技工学校教学大纲编写，各样在使用时可按各地实际情况及各工种的特点适当增删。
本书通俗易懂，详略得当，图文并茂，注重应用，符合技工学校培养目标，可作技工学校机械类各工种及相近工种统编教材，也可作其他职业学校教学、青工培训和职工自学用书。
好的，这是一本关于《现代光学设计与应用》的图书简介，内容详尽，旨在全面介绍该领域的理论基础、设计方法和前沿应用，与《机械基础》的知识体系截然不同。 --- 现代光学设计与应用 内容简介 《现代光学设计与应用》是一本系统、深入介绍现代光学工程领域核心理论、设计工具与前沿应用的专业参考书。本书旨在为光学工程师、系统设计师、光电子技术研究人员以及高年级本科生和研究生提供一套全面而实用的知识框架，使读者能够掌握从基础光线追迹到复杂系统集成所需的关键技能。 本书的结构设计遵循由浅入深、理论与实践紧密结合的原则，力求在严谨的物理学基础上，展现现代光学设计方法的先进性和高效性。 第一部分：光学基础与成像理论的深化（Fundamentals and Advanced Imaging Theory） 本部分聚焦于巩固读者对经典光学原理的理解，并将其提升至现代工程应用所需的深度。 第一章：几何光学与波动光学的桥梁 详细阐述了光线矩阵理论（Ray Transfer Matrix Analysis）在复杂光学系统（如变倍系统、扫描系统）中的应用，并引入基恩光学（Keane Optics）的现代表述。重点讨论了折射率分布与光束传播的定量关系，特别是光线理论在设计非球面镜片初步阶段的应用。随后，深入讲解了光的波动性质，包括夫琅禾费衍射（Fraunhofer Diffraction）和菲涅耳衍射（Fresnel Diffraction）的数学模型，为理解衍射极限和像差校正奠定基础。 第二章：成像系统性能的量化描述 本章是系统评价的核心。详细剖析了点扩散函数（PSF）和调制传递函数（MTF）的物理意义和计算方法。特别关注了如何通过傅里叶光学方法，将系统设计参数（如孔径、焦距）直接转化为可测量的成像质量指标。此外，对离轴成像系统的场曲和像散进行了深入分析，并介绍了皮特罗夫判据（Petzval Criterion）在曲面设计中的应用。 第三章：经典光学元件的精密制造考量 探讨了如何将理想的光学设计转化为可制造的实体。内容涵盖球面、非球面镜片的曲率、偏心误差及其对成像质量的影响。对于棱镜和反射镜阵列，重点分析了机械装配误差（如倾斜和位移）对光束指向精度和系统稳定性的影响。本章强调了公差分析（Tolerance Analysis）在设计流程中的关键地位，包括确定最严苛的制造和装配公差范围。 第二部分：现代光学设计方法与工具（Modern Design Methodology and Software Application） 本部分是本书的核心，侧重于如何运用先进的优化算法和专业软件来解决复杂的成像和照明问题。 第四章：像差理论的现代解析 系统回顾和扩展了塞德尔五大像差（球面像差、彗差、像散、场曲、色差）的解析表达式。在此基础上，引入了更高阶像差（如畸变、图像倾斜）的描述方法。特别强调了如何通过Zernike多项式在复平面上对波前畸变进行正交分解和精确拟合，这是现代自动优化设计的基础。 第五章：优化算法与自动设计流程 深入探讨了现代光学设计软件（如Zemax, Code V等）背后的优化引擎。详细介绍了梯度下降法、阻尼最小二乘法（Damped Least Squares, DLS）以及全局优化算法（如模拟退火法）在光学设计中的应用策略。读者将学习如何构建有效的评价函数（Merit Function），平衡系统性能、成本和可制造性约束，实现高效的自动优化循环。 第六章：自由曲面（Freeform Optics）的设计原理 本章聚焦于颠覆传统对称系统的自由曲面技术。介绍了不同形式的自由曲面（如扩展的Aspheres, Quadric Surfaces, 一般的NURBS曲面）的数学表达。重点讲解了基于光线倾斜约束（Slope Constraint）和波前导向（Wavefront Guiding）的设计流程，这对于实现紧凑型照明和扩展视场（FoV）成像至关重要。 第三部分：前沿应用与专业系统集成（Advanced Applications and System Integration） 本部分将理论知识应用于具体的工程领域，展示了如何设计和集成复杂的光学系统。 第七章：高分辨率显微成像系统设计 专注于设计具有极高数值孔径（NA）和宽视场角的显微物镜。内容包括浸没式（Immersion）技术的理论与实践、荧光显微镜中的色差校正策略，以及共聚焦显微镜的光束扫描机构设计。详细分析了掩模版（Masks）在光刻和微纳制造中的作用。 第八章：光学计量与传感系统 探讨了如何利用光学原理进行精确测量。涵盖了干涉测量技术（如傅里叶变换干涉仪）的原理、激光测距系统（LIDAR）中的时域和相位调制技术。重点讲解了投影系统中的结构光照明设计，包括如何优化光栅图案以抵抗环境噪声。 第九章：非成像光学与光束整形 本章主要关注光束的能量分布控制，而非图像的形成。深入研究了LED照明、激光匀束器（Beam Homogenizer）的设计。详细阐述了复合光纤（Compound Parabolic Concentrators, CPCs）在收集和导光中的效率分析，以及微透镜阵列（Microlens Arrays）在均匀化和耦合光纤中的应用。 第十章：先进光电集成与装配 面向现代光电子封装，讨论了如何将光学元件与半导体器件（如CMOS传感器、VCSELs）集成。内容涉及光电对准（Alignment）的亚微米级精度控制、热力学效应（Thermal Budget）对光学性能的影响，以及在严苛环境（如太空或医疗设备）下光学系统的稳定性和可靠性保障。 --- 本书特色： 工程导向： 每一章节的理论推导后，均附有详细的案例分析和软件操作指导，确保读者能将理论转化为实际设计能力。 前沿覆盖： 全面涵盖了传统光学与新兴的自由曲面、集成光学等热点技术。 深度与广度兼备： 既有对基础数学工具的严谨阐述，也有对复杂系统集成策略的实用指导。 目标读者： 光学系统工程师、光学设计人员、光电子与精密仪器专业的科研人员及学生。阅读本书将使读者具备独立完成复杂光学系统设计、仿真与优化的能力。
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