本书将基础性光学原理用于光学系统设计和像差平衡，定位于阐述光学设备的光学系统总体设计原理与光学镜头设计基础。本书分为几何光学、像差理论、典型光学系统和光学系统设计四个部分，各部分均反映了光学与光电子学的进展和光学系统设计的新发展。其中，几何光学和像差理论详细讲述了光学系统设计基本理论；典型光学系统包括眼睛，显微和望远光学系统，摄影及投影光学系统，自由曲面及其在光学系统中的应用，以及特殊光学系统，包含了当前最新型的光学系统，例如全息术补偿像差、3D打印光学系统、3D显示光学系统、太赫兹光学系统、折衍混合光学系统、共形自由曲面光学系统、复眼仿生光学系统和自适应光学系统等；光学设计部分包括光学系统初始结构求解、像质评价和像差平衡，并辅以光学设计实例。
本书可作为高等学校光电类相关专业的教材或教学参考书，也可供从事光学设计和光学仪器设计工作的科技人员参考。

第一部分 几何光学
第1章 几何光学的基本定律和成像的概念
1.1 几何光学的基本概念
1.2 几何光学的基本定律
1.3 费马原理及其应用
1.4 马吕斯定律
1.5 成像的概念
习题
第2章 球面和共轴球面系统
2.1 光线经过单个折射球面的折射
2.2 单个折射球面的成像倍率、拉赫不变量
2.3 共轴球面系统
2.4 球面反射镜
习题
第3章 理想光学系统
3.1 理想光学系统和共线成像
3.2 理想光学系统的焦点与焦平面、主点与主平面、焦距、节点
3.3 理想光学系统的物像关系
3.4 理想光学系统的放大率
3.5 多个光组的组合
3.6 透镜
3.7 实际光学系统焦点位置和焦距的计算
3.8 几种典型系统的理想光学系统性质
3.8.1 望远镜系统
3.8.2 显微镜系统
3.8.3 照相物镜系统
习题
第4章 平面镜和平面系统
4.1 平面镜成像
4.2 双平面镜系统
4.3 反射棱镜
4.3.1 反射棱镜的类型
4.3.2 屋脊棱镜
4.3.3 三面直角棱镜立方角锥棱镜
4.3.4 棱镜的组合
4.3.5 棱镜的展开及结构参数K
4.4 折射棱镜
4.4.1 折射棱镜的小偏角
4.4.2 折射棱镜的色散
4.5 光楔
4.6 光学材料
4.6.1 透明光学材料透射材料
4.6.2 玻璃的选择
4.6.3 塑料光学材料
4.6.4 反射光学材料
习题
第5章 光学系统中的光阑
5.1 光阑在光学系统中的作用
5.2 光学系统的孔径光阑、入射光瞳和出射光瞳
5.3 视场光阑
5.4 渐晕光阑
5.4.1 轴外点发出光束的渐晕
5.4.2 消除渐晕的条件
5.4.3 渐晕系数
5.5 光学系统的景深
5.5.1 光学系统的空间像
5.5.2 光学系统的景深
5.6 远心光路
5.7 消杂光光阑
习题
第6章 光能及其计算
6.1 光通量
6.2 发光强度
6.3 光照度和光出射度
6.4 光亮度
6.5 光通量和光亮度在光学系统中的传递、像面光照度
……
第二部分 像差理论
第三部分 典型光学系统
第四部分 光学设计