前言

非成像光學系統設計具有很廣泛的應用價值，如照明中的光學設計、太陽能集光器設計、激光加工中的光束整形系統設計等。與成像光學系統有所不同，非成像光學系統很難通過商用的光學設計軟件直接優化出最后的結果。究其原因如下：①非成像光學系統很難找到現成的初始結構；②非成像光學系統如照明系統需要計算輻照度分布，這需要追跡幾十萬甚至上百萬條光線，因此優化速度會很慢，很難得到最佳的結果。盡管這樣，大部分的從業人員都是使用商用的軟件，通過反復調試的方法來得到一個設計結果，這種試錯的方法非常耗時，而且很難取得滿意的結果。本書總結了一些典型的非成像光學系統，針對每種非成像光學系統的設計思想、設計方法及設計過程進行了詳細的介紹，并給出了設計案例。讀者在掌握每種系統設計方法之后，使用相應的算法，只要修改一些參數，就能設計出自己想要的系統，這對讀者完成相關的設計將起到有益的幫助。本書適合光學工程、LED照明、太陽能集光技術、激光加工、激光整形的高年級本科生、研究生及相關專業的工程技術人員和科研人員閱讀。

本書共12章，包含LED照明光學設計、太陽能集光系統的光學設計、激光擴束與整形光學系統設計等內容。LED照明、太陽能利用屬于新能源領域，激光擴束與整形在激光加工中有重要的應用，屬于先進加工與制造領域，這些領域都是“十三五”期間國家重點規劃的領域。全書緊緊圍繞工程應用中的實際案例，總結了非成像領域近些年來的一些新的研究成果，歸納出了非成像領域里面的一些普遍性和通用性的設計方法。書中針對一些比較難的設計問題也進行了深入的探討，如擴展LED光源的光學設計、發散激光光束的整形光學系統設計這些問題都具有很高的實際應用價值。

本書在編寫過程中得到了訊技光電科技（上海）有限公司的大力支持，提供了本書第12章“基于FRED非成像光學設計案例”。感謝機械工業出版社的劉星寧先生在本書出版過程中給予的幫助。感謝我的學生彭亞蒙、李瀟的幫助，也感謝參加我的光學設計課程的學生們，你們在課程中的反饋對本書內容的完善起到了重要的作用。

由于作者水平有限，加之編寫時間緊張，書中難免有不妥甚至是錯誤之處，敬請讀者批評指正。

作者