《光学设计及实验》教学大纲

《光学设计及实验》教学大纲课程编号：01400249课程名称：光学设计及实验Opticaldesignandpractice学分：3学时：48（其中理论学时：24实验学时：24）一、目的与任务光学设计及实验是测控技术与仪器专业的技术专业必修课，它主要是要让学生学会掌握光电仪器设计的理论和实际知识，学习光学设计的像差理论和像差校正方法，掌握国际上流行的光学设计软件的基本使用方法。本课程的主要任务是：①学习光学系统的像质评价方法和像差理论知识，掌握采用各种像质评价方法来评价光学系统的成像质量；②学习光学自动设计原理和程序，并掌握国内最为流行的光学设计软件zemax的使用方法；③掌握各类典型光学仪器的设计方法和步骤。二、教学内容及学时分配共48学时,其中实验学时24,理论学时24第一章光学系统像质评价（理论学时：4学时，实验学时：2学时）§1—1概述§1-2共轴光学系统的结构参数和光学特性参数§1-3用几何像差评价光学系统的成像质量§1-4几何像差的曲线表示§1-5用波像差评价光学系统的成像质量第二章光学自动设计原理和程序（理论学时：4学时，实验学时：2学时）§2-1概述§2-2光学自动设计中的最优化方法§2-3阻尼最小二乘法光学自动设计程序§2-4怎样使用阻尼最小二乘法程序进行光学设计§2-5适应法光学自动设计程序§2-6怎样使用适应法程序进行光学设计§2-7Zemax软件的使用第四章薄透镜系统的初级像差理论（理论学时：4学时）§3-1概述§3-2薄透镜系统的初级像差方程式§3-3薄透镜组像差的普遍性质§3-4像差特性参数P,W,C的规化§3-5单透镜的Ko,”8,C和结构参数的关系§3-6双胶合透镜组结构参数的求解§3-7平行玻璃板的初级像差公式§3-8单透镜像差性质的讨论§3—9光学系统消场曲的条件petzval条件第四章望远物镜设计（理论学时：4学时，实验学时：4学时）§4-1望远物镜设计的特点§4-2用初级像差求解双胶合望远物镜的结构参数§4-3用zemax软件设计双胶合望远物镜§4-4高级像差§4-5二级光谱色差§4-6用zemax软件设计其它望远物镜§4-7望远物镜像差的公差第五章显微物镜设计（理论学时：3学时，实验学时：4学时）§5-1显微物镜设计的特点§5-2显微物镜的类型§5-3低倍消色差显微物镜设计§5-4中倍消色差显微物镜设计§5-5显微物镜像差的公差第六章目镜设计（理论学时：3学时，实验学时：4学时）§6-1目镜设计的特点§6-2常用目镜的型式和像差分析§6-3冉斯登、惠更斯和凯涅尔目镜设计§6-4对称式目镜和无畸变目镜设计§6-5广角目镜设计§6-6目视光学系统像差的公差第七章照相物镜设计（理论学时：2学时，实验学时：4学时）§7-1照相物镜的光学系统和结构型式§7-2照相物镜设计的特点§7-4用zemax软件设计双高斯物镜§7-5照相物镜像差的公差三、考核及成绩评定学生根据每次实验写实验报告，教师根据实验报告给定分数，满分100分。60分以上成绩合格。四、大纲说明本课程的教学内容主要为：学习光学设计的基本理论与设计方法，学习像差的概念与计算，学习国际上最为先进的光学设计软件Zemax的使用方法，学习薄透镜的初级像差理论，学习望远物镜、显微物镜、目镜和照相物镜等典型光学系统的设计方法。它一方面可以复习巩固应用光学的知识，同时又能使学生学习到光电仪器设计的具体过程，对于学生灵活地综合概括所学知识，掌握实际工程设计是非常重要的。五、教科书、参考书：教科书：李林，林家明，王平，黄一帆.工程光学[M].北京：北京理工大学出版社,2003参考书：[1]袁旭沧.光学设计[M].北京：北京理工大学出版社,1998[2]安连生，李林，李全臣.应用光学[M].北京