本书内容主要包括理想光学系统成像、光线追迹理论、光学系统辐射理论和光学材料、像差理论和光学设计、典型光学系统这几个部分。为了逐步加深读者对光学系统的理解，本书又将理想光学系统成像分成平面成像、薄透镜成像、近轴成像和高斯成像等四个部分进行阐述。
本书的一大特色之处在于加强了光线追迹理论的介绍，并将其应用于分析光学系统的一阶性质，尤其是在光阑和光瞳理论方面进行了深入阐述。为了使学生进一步理解光学系统的辐射理论和色差行为，本书也对光学系统辐射度学、色度学以及光学材料等方面的理论进行了初步阐述。
在像差理论部分，本书首先系统地介绍了光学系统的波像差理论及赛得像差理论等，然后分别阐述光学系统的五种基本初级像差球差、彗差、场曲、像散和畸变，以及色差。在像差理论的基础上，本书进一步讲述了光学系统像质评价方法和光学设计中的像差平衡理论。
后在典型光学系统部分，本书分别阐述了人眼及目视光学系统、放大镜及显微镜系统、望远系统、摄像光学系统等。

作者博士毕业于美国三大光学中心之一的亚利桑那大学光学中心，长期从事光学设计与模拟、光学系统开发、天文光学与技术等领域的研究。近年来，在Optics Express、PASP、Applied Optics等靠前*威期刊上发表论文30多篇，也在靠前*威光学会议上多次作公开报告并发表通信会议论文，同时也申请了多项国家发明。作者代表华中科技大学参与了中国十三五规划重大专项“大型光学红外望远镜”光学方案的概念设计和竞标，相关工作获得了美国有名科技杂志Science的撰文报导，也引起了包括知识分子等靠前媒体的高度关注。

绪论 现代应用光学
0.1 光学本质
0.2 光学的发展历程
0.3 光学学科分类
0.4 自然界常见的光学现象
0.5 现代光学应用
习题
章 几何光学的基本原理
1.1 几何光学的基本概念
1.2 几何光学的基本物理量
1.3 费马原理
1.4 几何光学的其他基本定律
习题
第2章 成像的基本概念
2.1 成像系统的基本概念
2.2 共轭成像
2.3 虚像和实像
2.4 单面成像
2.5 符号规则
习题
第3章 平面成像
3.1 平面镜成像
3.2 双平面镜系统
3.3 反射棱镜
3.4 平行平板
3.5 折射棱镜
习题
第4章 薄透镜成像
4.1 薄透镜成像基本概念
4.2 薄透镜共轭关系
4.3 级联成像
4.4 物像近似
4.5 视场和焦距
4.6 无焦系统
习题
第5章 近轴成像
5.1 近轴光学概念
5.2 单折射面近轴成像
5.3 薄透镜的近轴光线追迹
5.4 近轴光学光线追迹公式的传统推导
5.5 单个反射面近轴光线追迹公式推导
习题
第6章 高斯系统成像
6.1 高斯光学概念
6.2 基准点和基准面
6.3 高斯系统成像方程
6.4 高斯系统的节点
6.5 高斯系统的近轴光线追迹
6.6 单个光学表面的高斯性质
6.7 高斯成像范例
6.8 一般的无焦系统
6.9 高斯系统的物像关系与空间映射
习题
第7章 组合光学系统、
7.1 近轴光线追迹公式
7.2 组合光学系统
7.3 透镜的高斯简化
习题
第8章 近轴光线追迹
8.1 光线追迹公式
8.2 光线追迹实例一
8.3 双薄透镜系统
8.4 光线追迹实例二
8.5 空气中的厚透镜
8.6 表格法光线追迹
8.7 实际光线追迹
习题
第9章 光阑与光瞳
9.1 孔径光阑和光瞳概述
9.2 视场
9.3 拉格朗日不变量
9.4 近轴光线追迹的线性度
9.5 光瞳位置求解
9.6 数值孔径与焦比
9.7 远心系统
9.8 焦深和景深
9.9 光束与渐晕
习题
0章 辐射度学和光度学基础
10.1 辐射度学及其物理量
10.2 辐射能量传输
10.3 光度学基础
10.4 辐射度学和光度学中的光学守恒量
习题
1章 光学材料
11.1 光学材料的一般光学参量
11.2 典型玻璃的光学特性
11.3 玻璃材料的其他物理特性
习题
2章 像差理论
12.1 光学成像
12.2 光学系统的像差表征
12.3 像差的多项式展开
12.4 离焦
12.5 波前倾斜
12.6 主要单色像差
习题
3章 球差
13.1 球差概述
13.2 折射面球差
13.3 带球差
13.4 初级球差
13.5 非球面与球差
习题
4章 彗差
14.1 彗差概述
14.2 正弦差与轴向彗差
14.3 彗差的产生与校正
14.4 典型消彗差系统
习题
5章 像散和场曲
15.1 像散概述
15.2 像散的产生与校正
15.3 场曲
15.4 场曲校正
习题
6章 畸变与组合像差
16.1 畸变
16.2 畸变的产生与效果
16.3 像差成像性能与组合像差
习题
7章 色差
17.1 色散效应
17.2 棱镜的色散
17.3 轴向色差
17.4 倍率色差
17.5 其他消色差透镜
习题
8章 像质评价
18.1 像差与像质
18.2 像质标准
18.3 像质评价
18.4 光学系统成像质量测试
习题
9章 光学设计与像差平衡
19.1 概述
19.2 像差自动校正的评价函数
19.3 阻尼小二乘法光学自动设计原理
19.4 边界条件
19.5 光学设计软件及流程
习题
第20章 人眼和目镜系统
20.1 关于人眼
20.2 人眼的光学系统
20.3 人眼的功能调节
20.4 目镜系统
习题
第21章 放大镜与显微系统
21.1 放大镜
21.2 显微镜及其特性
21.3 显微镜的分辨率和有效放大率
21.4 显微镜物镜
21.5 显微镜的照明系统
习题
第22章 望远系统
22.1 望远镜光学系统
22.2 望远镜的光阑、视场角和出瞳距
22.3 望远物镜
22.4 望远系统的外形尺寸计算
习题
第23章 摄影和投影光学系统
23.1 摄影光学系统
23.2 摄影镜头类型
23.3 取景和测距系统
23.4 光电传感器
23.5 放映和投影镜头
习题
附录 成都光明SCHOTT、OHARA、HOYA玻璃牌号对照表