工程光学课程设计
工程光学的教案
教案
院系：电子与信息工程学院
专业：生物医学工程
教师：***
绪论，说在教学之前的话
一、学习通论
⑴大学是做什么的？
孔子云“吾十有五而志于学，三十而立，四十而不惑，五十而知天命，六十而耳顺，七十而从心所欲，不逾矩。”这段话表明了孔子在每个人生阶段的生活状态，也被我们认为是一个人在各阶段较为理想的一种状态。对于我国学生而言，一般在大学以前，学校中所有的学习内容都是国家教育部规定的，是国家要你学的，学生自身没有选择性。学生们第一次可以根据自己的意愿选择学习内容就是高考报志愿，是学生自己志于学，大学生普遍十八岁，与十五相差不多。三十而立指：三十岁的人应该能依靠自己的本领独立承担自己应承受的责任，并已确立自己的人生目标和发展方向；简单说：靠自己的本事在社会上生存；再简单说：独立。
要在社会上生存，做重要的是钱，吃穿住行无不用钱，挣钱的最佳方法就是工作。你毕业后能做什么样的工作，挣多少钱，过什么样的日子，与你大学中的学习情况息息相关。高中大家学的都一样，最后有人做会计，有人做工程师，有人做医生，区别何来？--大学中学了什么。
故而大学生在大学中的主要工作是：明确要实现自己的理想自身还缺乏那些知识，并根据这一认知有计划有目标的充实自身补充不足，为自身将来的社会生活打下基础。
⑵学习规划方法：
⑶学习知识的一般过程：接收→理解→应用，这三个层次是逐步递进的，通常而言上课听讲是接收知识兼具初步理解、真正的理解知识却需要学生课后结合课上所学和教材甚至其它参考资料进行，应用则是需要学生做一些习题。
⑷科学研究与认识方法：发现某一有趣现象→重复该现象分析所有的影响因素→总结各因素对现象的影响规律写成定律→根据定律控制现象使其按照我们的意愿发生→实际应用，造福人类。我们课程讲解知识点时也会按照这个规律进行。
基于ZEMAX的工程光学课程设计
以下为本次课程设计作业报告的格式和范例，要求同学们结合自己所做工作进行改动，不得摘抄范例！在相机镜头作业完成后附录上入门教学中所有例子的report graphic 6 (见zemax>reports menu)，在完成以上作业情况下，感兴趣的同学可做《光设ZEMAX_实验讲义》中的范例和本次课程设计中相机镜头的公差分析，可进一步实质性的学习光学设计，学习结果也可附录在报告后面。
《Zemax软件设计教程_1》和《光学设计实例-黄惠杰》，是上光和长光的培训课件，同学们可做进一步了解光学设计的理论知识和设计思路。
有什么问题，欢迎同学们提问！
工程光学课程设计
名称：工程光学课程设计
院系：电子科学与应用物理学院
班级：应用物理10- 学号：
学生姓名：
指导教师：
2013 年 07 月日
设计过程
2.1初始结构的选择
照相物镜属于大视场大孔径系统, 因此需要校正的像差也大大增加, 结构也比较复杂, 所以照相物镜设计的初始结构一般都不采用初级像差求解的方法来确定, 而是根据要求从手册、资料或专利文献中找出一个和设计要求比较接近的系统作为原始系统。在选择初始结构时, 不必一定找到和要求相近的焦距, 一般在相对孔径和视场角达到要求时, 我们就可以将此初始结构进行整体缩放得到要求的焦距值。
原设计要求：1、焦距：f’=12mm；
2、相对孔径D/f’不小于1/2.8；
3、图像传感器为1/2.5英寸的CCD，成像面大小为4.29mm×5.76mm；
4、后工作距>6mm
5、在可见光波段设计(取d、F、C三种色光，d为主波长)；
工程光学课程设计
工程光学课程设计
工程光学课程设计旨在为学生提供工程光学学科的基本理论和
实践知识，培养学生的实际能力和解决问题的能力。
第一部分：基础知识
1. 光学基础
介绍光的物理和几何性质，光的干涉、衍射和偏振等基本现象和理论。
2. 光学元件
介绍各种光学元件的原理、特点和使用方法，包括透镜、棱镜、反射镜等。
3. 光学系统
介绍光学系统的设计和分析方法，包括凸透镜成像、反射成像、Abbe成像理论等。
第二部分：应用技术
1. 光学测量技术
介绍使用光学技术进行测量的原理和方法，包括激光测距、干涉测量等。
2. 光学成像技术
介绍使用光学成像技术进行成像的原理和方法，包括数字图像处理、光学显微镜等。
3. 光学通信技术
介绍光学通信的基本原理和技术，包括光纤通信、激光通信等。
第三部分：实验设计
1. 光学元件制作
设计制作凸透镜、反射镜等光学元件，并对其进行测试和分析。
2. 光学成像实验
设计实现光学成像实验，包括使用光学显微镜观察样品、使用数字图像处理技术进行图像分析等。
3. 光学通信实验
设计实现光学通信实验，包括激光通信实验、光纤通信实验等。
通过以上课程设计，学生将掌握工程光学学科的基本理论和实践知识，具备解决实际问题和进行科学研究的能力。
工程光学课程设计
课程设计说明书
课程设计名称：工程光学课程设计
课程设计题目：三片式数码物镜的优化设计学院名称：理学院
专业班级：光电信息科学与工程激光一班学生学号：1409090119
学生姓名：夏志高
学生成绩：
指导教师：梁春雷
课程设计时间：2016/06/27 至2016/07/03
课程设计任务书
一、课程设计的任务和基本要求
1．查阅相关资料，光学设计的基本概念、光学玻璃的相关知识和软件的使用。
2．学习各种像差的基本概念、描述及评价方法，掌握近轴光线追迹公式。
3．本课题要求设计出一个三片式数码照相物镜，要求的光学特性为：mm f 6='，
41='f D , 502=ω；像质主要以调制传递函数MTF 衡量，具体要求是对于低频
(17lp/mm)，视场中心的MTF ≥0.9，视场边缘的MTF ≥0.80；对于高频(51lp/mm)，视场中心的MTF ≥0.3，视场边缘的MTF ≥0.20，另外，最大相对畸变dist ≤4%。该物镜对d 光校正单色像差，对F 、C 光为校正色差。
4．学习使用ZEMAX 进行数据录入和报表输出，分析各种初级像差并设置优化函数；设计三片式数码照相物镜并优化，对像差做简单的分析之后，撰写课程设计论文。
5．课题设计(论文)难度适中，工作努力，遵守纪律，工作作风严谨务实，按期圆满完成规定的任务。
6．综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文(设计)结果有一定的参考价值。
二、进度安排
1．6月27日：了解光学设计的基本概念、光学玻璃的相关知识和软件的使用。以单透镜的设计为例学习数据的录入，基本概念和设计思想在软件中的实现，初步掌握ZEMAX 的分析工具和数据含义及输出。
毕业设计_光源的相干性分析与应用工程光学课程设计
工程光学课程设计（论
文）
题目数字化分析光的相干性学院物理与电子工程学院
光源的相干性分析与应用
摘要：光的相干性是光学中的重要概念之一。相干效应可分为空间相干性和时间相干性，前者与光源的几何尺寸有关，后者则与光源的相干长度或单色性（带宽）有关。迈克耳逊干涉仪为测量时间相干性提供了一种方便的技术；空间相干性则由杨氏双逢实验作出了最好的证明。
实际上许多光源都不是理想的点光源，而是有一定的几何尺寸的扩展光源，产生的光不可能是单色的。一般来说，我们可以这样认为，对普通光源（扩展光源）的相干性分析，同时也适用于点光源，最深层的精髓没有发生变化。
本文介绍了用MATLAB仿真杨氏双缝干涉的实验，来数字化处理实验现象，以减少客观的误差对于整个实验的影响，方便同学们能够更好地了解。同时也着重介绍了迈克尔逊干涉仪工作的基本原理，时间相干性的基本概念以及用不同光源为例，简单的说明光源的时间相干性的问题。
根据光源的一些特性，还有一些具体的应用，激光具有单色性，相干性等一系列极好的特性。比如激光的应用。激光在未来的发展过程中，将会有更大的发展前景。
关键字：时间相干性；MATLAB；空间相干性；迈克耳孙干涉仪；激光
目录
第一章引言 (1)
第二章理论基础 (1)
2.1 相干时间和相干长度 (1)
2.2 空间相干性 (2)
2.3 时间相干性 (3)
2.4相干性的描述 (4)
2.4 迈克尔逊干涉仪的工作原理 (4)
第三章光源的相干性分析和应用 (5)
3.1 杨氏双缝干涉与空间相干性 (5)
3.2 迈克耳孙干涉仪与时间相干性 (8)
工程光学设计课程教学改革与创新初探
“ 工程光学设计 ”是 “ 工程光学 ”或 “ 应用光学 ”等专 业基 础必修 课的后续课 程， 是为 了培养 学生对光 学系统 的实 际设计 能力 而开设的 。其教学质量 的好坏 ，对学 生的动手 能 力和 实践 能力 的培 养有 重要影 响。本课 程共 分四大 部分 ： 大纲 ，重新 明确 了教学 内容 和要 求。根据 我专业现有的教学 大纲 ，机械 电子工程专业光机 电一体化方 向的学生在大三和 大四期间要相继学 习 “ 工程光学 （ 何光 学） ”、 “ 几 工程光
系 、经 典光学系统设计与现代光学系统 设计 的关系等 问题 ： 在 教学手段方面 ， 我们要跟上现代科技发展步伐， 积极大胆地
尝试现 代科 技教学手段 ，逐步采用双语 教学，并积极与光学 科技公 司联 系，让学生到光学车 间去实地学 习；在 教学方法 方面 ，我们 要积 极探 索新的教学方法 。
工程光学设计(畸变的对比)
工程光学课程设计
题目：枕形与桶形畸变的观测实验设计
班级：2013信息工程一班
组员：廖景威（20133201081），卢永恒（20133201037）
引言：
成像系统中的单会聚透镜、单发散透镜以及球面镜，在理想加工情况下当实验条件不能满足近轴条件时，总是存在像差。比如当成像光束孔径角增大或成像范围增大时就会产生畸变单色像差。
实验原理：
实际的光学系统，只有在近轴区域以很小的孔径角成像时才是完善的。如果一个光学系统的成像仅限于近轴区域是没有什么实际意义的，因为进入的光能量太少，分辨率很低。因此，任何光学系统都具有一定的孔径和视场，在这情况下用近轴光学理论来研究光学系统成像就不合适了，必须采用精确的三角光线追迹公式进行光线计算。用近轴光线追迹公式进行光线计算得出的像点(理想像点)与在不同孔径下用精确的三角追迹公式进行光线计算得出的像点之间往往并不重合，这个差别称为像差。像差的大小反映了光学系统质量的优劣。
畸变也是一种轴外像差，而且是轴外细光束的像差。它是轴外点主光线在像面上交点的高度同近轴 (理想) 像高之差。由轴外点追迹一条主光线，求出在近轴像面上的截点高度
H’p,再求出同一物点在
同一视场下的近轴像高
h’j，二者之差就是光学
系统在该视场下的畸变值，
图1表示出畸变的原理。
畸变与孔径没有关系，它
只是视场的函数。畸变随
视场的增加而增加。
图1:畸变的原理
一个正方形通过光学系统成像就不是一个规则的正方形。图2(a) 是个待成像的正方形，通过光学系统成像后，由于光学系统的畸变，而且畸变随视场而变化，因此所成的像就不再是正方形了，可能会出现两种情况，其中一种如图2(b) 所示，视场边缘的像高小于理想像高，这样的畸变为负值，称为桶形畸变。只一种情况是视场边缘的像高大于理想像高，畸变为正值，称为枕形畸变，如图2(c) 所示。
工程光学课程教案设计方案
工程光学课程教案设计方案
一、课程简介
本课程是工程光学专业的基础课程，旨在为学生提供光学原理与应用的基础知识。通过本
课程的学习，学生将了解光学的基本概念、光学元件的性能与特点以及光学系统的设计与
应用。同时，本课程还将介绍光学领域的最新研究进展，培养学生的创新思维和实践能力。
二、教学目标
通过本课程学习，学生应该掌握以下几个方面的知识和能力：
1. 掌握光学的基本概念和原理，理解光的传播规律和光学现象；
2. 熟悉光学元件的性能与特点，能够进行光学元件的选择和设计；
3. 了解光学系统的设计原理和方法，具备光学系统设计的基本能力；
4. 掌握光学领域的最新研究进展，培养科研创新思维和实践能力；
5. 培养学生的团队合作和沟通能力，提高实际问题解决能力。
三、教学内容
1. 第一章：光学基础知识
（1）光的本质和特性
（2）光的传播规律
（3）光学现象和光学器件
2. 第二章：光学元件
（1）光学透镜
（2）光学棱镜
（3）光学波片和偏光器件
3. 第三章：光学系统设计
（1）光学系统的布局和设计原理
（2）光学系统的性能评估和优化方法
（3）光学系统的应用
4. 第四章：光学材料和技术
（1）光学材料的基本特性
（2）光学材料的制备和加工技术
5. 第五章：光学领域的最新研究进展
（1）光学传感技术
（2）光学成像技术
（3）光学通信技术
四、教学方法和手段
为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法和手段，主要包括：
1. 理论讲授
通过课堂教学和讲座形式，向学生介绍光学基础知识和实践技能。
2. 实验教学
组织光学实验，让学生亲自操作光学仪器，掌握光学实验技能。
工程光学 教学大纲
工程光学教学大纲
工程光学是光学科学在工程领域的应用，它涉及到光学原理、光学仪器和光学系统的设计、制造和应用等方面。工程光学的教学大纲是指在教授工程光学课程时所要涵盖的内容和学习目标。本文将从不同角度探讨工程光学教学大纲的制定和重要性。
首先，工程光学教学大纲的制定是为了确保教学内容的系统性和连贯性。在工程光学这门学科中，涉及到的知识点繁多且复杂，因此需要一个合理的教学大纲来组织和安排这些知识点。教学大纲可以将相关的知识点进行分类和整理，使学生能够有条理地学习和理解工程光学的基本概念和原理。
其次，工程光学教学大纲的制定有助于培养学生的综合能力。工程光学是一门应用性很强的学科，学生需要掌握光学原理，并能够将其应用于实际工程中。教学大纲可以明确学生需要达到的学习目标，包括理论知识的掌握、实验技能的培养以及解决实际问题的能力等。通过按照教学大纲进行教学，学生可以全面提升自己的能力，为将来的工程实践打下坚实的基础。
此外，工程光学教学大纲的制定还有助于教师进行教学计划的安排。教学大纲可以明确课程的教学内容和教学进度，使教师能够按照一定的顺序和节奏进行教学。教师可以根据教学大纲的要求，选择合适的教学方法和教学资源，提高教学效果。同时，教学大纲还可以为教师提供一个评价学生学习成果的标准，使教师能够更加客观地评估学生的学习情况。
最后，工程光学教学大纲的制定需要考虑到学科发展的前沿和应用的需求。工程光学作为一门新兴的学科，其研究领域和应用领域都在不断扩展和深化。因此，教学大纲需要不断更新和完善，以适应学科发展的需要。教学大纲应该涵
工程光学第8章
10
设计要求： 设计要求：
本课程设计以《设计说明书》的本文方式体现。 本课程设计以《设计说明书》的本文方式体现。要求文本 结构完整，逻辑明晰，叙述清楚，计算方法和结果正确， 结构完整，逻辑明晰，叙述清楚，计算方法和结果正确，内容 理论正确、 全面，大致兼顾到理论正确 技术合理、 全面，大致兼顾到理论正确、技术合理、使用方便和造价相对 低廉等方面 除上述要求外，设计中还应重点考虑以下方面： 等方面。 低廉等方面。除上述要求外，设计中还应重点考虑以下方面： 1、基本理想光学系统结构和光学原理； 基本理想光学系统结构和光学原理； 实际系统的组成结构和元器件参数； 2、实际系统的组成结构和元器件参数； 系统重要技术性能参数的选定和计算（ 3、系统重要技术性能参数的选定和计算（如：光学元器件几何 尺寸、视觉放大率、相对孔径、分辨率、视场大小、 尺寸、视觉放大率、相对孔径、分辨率、视场大小、出瞳大 小和位置、视度调节范围等），并分类汇总成表； ），并分类汇总成表 小和位置、视度调节范围等），并分类汇总成表； 系统的三大光阑情况描述； 4、系统的三大光阑情况描述； 系统的主要像差情况描述； 5、系统的主要像差情况描述； 6、仪器大致尺寸估算。 仪器大致尺寸估算。
*
1
第一节
眼睛及其光学系统
太阳穴
角膜 一、眼睛的构造 视网膜 虹彩膜 1、主要光学器官 、 睫状肌 黄斑 悬韧带 角膜：角质透明体， 角膜：角质透明体， 前室 视神经 屈光度最大， 屈光度最大， 约42°—45°。 ° ° 瞳孔 前室：充满透明液体， 前室：充满透明液体， 晶状体 盲点 有一定屈光度。 有一定屈光度。 括约肌 后室 鼻 瞳孔：虹膜围成的小孔，括约肌控制大小。 瞳孔：虹膜围成的小孔，括约肌控制大小。 晶状体：多层透明膜构成的双凸透镜，屈光度较大。 晶状体：多层透明膜构成的双凸透镜，屈光度较大。形状由 睫状肌和悬韧带改变。 睫状肌和悬韧带改变。 后室：充满胶状透明液体，有一定屈光度，支撑视网膜。 后室：充满胶状透明液体，有一定屈光度，支撑视网膜。 视网膜：大量视神经构成的感光面，视神经与大脑相连 与大脑相连。 视网膜：大量视神经构成的感光面，视神经与大脑相连。 黄斑：视神经分布最为密集，视觉最灵敏的椭圆状凹陷区。 黄斑：视神经分布最为密集，视觉最灵敏的椭圆状凹陷区。
《工程光学》实验报告完整版(含答案)
本科生实验报告
实验课程工程光学
学院名称核技术与自动化工程学院
专业名称测控技术与仪器
学生姓名苏语稻香
学生学号
指导教师
实验地点6C803
实验成绩
二〇一八年四月二〇一八年六月
填写说明
1、适用于本科生所有的实验报告（印制实验报告册除外）；
2、专业填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明；
3、格式要求：
①用A4纸双面打印（封面双面打印）或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。
②打印排版：正文用宋体小四号，1.5倍行距，页边距采取默认形式（上下
2.54cm，左右2.54cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm）。字符间距为默认值（缩
放100%，间距：标准）；页码用小五号字底端居中。
③具体要求：
题目（二号黑体居中）；
摘要（“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要的文字部分，小4号宋体）；
关键词（隔行顶格书写“关键词”三字，提炼3-5个关键词，用分号隔开，小4号黑体)；
正文部分采用三级标题；
第1章××(小二号黑体居中，段前0.5行)
1.1 ×××××小三号黑体×××××（段前、段后0.5行）
1.1.1小四号黑体（段前、段后0.5行）
参考文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参考文献用五号宋体，参照《参考文献著录规则（GB/T 7714－2005）》。
实验一透镜焦距测量和光学系统基点的测定
一、实验目的
1.掌握简单光路的分析和调整方法。
2.了解、掌握自准法、位移法测量凸透镜焦距的原理及方法。
3.了解透镜组节点的特性，掌握测透镜组节点的方法。
二、实验任务
1.自准法测薄凸透镜焦距f
2.用位移法测薄凸透镜焦距f
3.测量透镜组节点和焦距。
工程光学课程设计报告
工程光学课程设计
设计名称：工程光学课程设计
院系名称：电气与信息工程学院
专业班级：
学生XX：
学号：
指导教师：
工程学院教务处制
2013年12 月
工程光学课程设计评分表
题目名称25×显微物镜
实习时间2013年12月23 日至2013 年12 月31 日共 2 周实习地点实验楼513
设计报告得分序号评价项目
总
分
值
得分
1 应用文献资料能力及综合运用知识能力
2 设计说明书撰写水平；插图质量
3 设计〔实验〕能力及创新性
设计报告得分总计
实物制作效果
评语：
指导教师签字：年月日
学生XX 班级学号平时表现辩论综合评定得分实习成绩
注：最后成绩的评定以优〔90100〕、良〔8089〕、中〔7079〕、及格〔6069〕和不及格〔少于60分〕五级给出。
一、ZEMAX软件介绍
美国ZEMAX Development Corporation研发ZEMAX 是一套综合性的光学设计软件，集成了光学系统所有的概念、设计、优化、分析、公差分析和文件管理功能。ZEMAX所有的这些功能都有一个直观的接口，它们具有功能强大、灵活、快速、容易使用等优点。ZEMAX 有两种不同的版本：ZEMAX-SE和ZEMAX-EE，有些功能只在EE版本中才具有。
ZEMAX 可以模拟序列性〔Sequential〕和非序列性〔non-sequential〕系统，分别针对成像系统和非成像系统。ZEMAX采用序列和非序列两种模式模拟折射、反射、衍射的光线追迹。序列光线追迹主要用于传统的成像系统设计，如照相系统、望远系统、显微系统等。这一模式下，ZEMAX以面作为对象来构建一个光学系统模型，每一外表的位置由它相对于前一外表的坐标来确定。光线从物平面开场，按照外表的先后顺序进展追迹，追迹速度很快。许多复杂的棱镜系统、照明系统、微反射镜、导光管、非成像系统或复杂形状的物体那么需采用非序列模式来进展系统建模。这种模式下，ZEMAX以物体作为对象，光线按照物理规
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工程光学课程设计
设计名称：工程光学课程设计
院系名称：
专业班级：
学生姓名：
学号：
指导教师：
XXX教务处制
20 13 年12 月
工程光学课程设计评分表
最后成绩的以优（90~100）、良（80~89）、中（70~79）、及格（60~69）和不及格（少于60分）五级给出。
第1章引言
1.1 简单介绍
对于实际的光学系统来说，它的成像往往是非完善成像，对于怎样来判断一个光学系统的性能的优劣，是光学设计中遇到的一个重要问题.在当前计算机辅助科研、教学的迅猛发展过程中，计算机辅助光学系统设计已成为光学设计不可缺少的一种重要手段.其中，由美国焦点软件公司所发展出的光学设计ZEMAX，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是可以运算Sequential及Non-Sequential的软件.其主要特色有分析：提供多功能的分析图形，对话窗式的参数选择，方便分析，且可将分析图形存成图文件，例如：*.BMP, *.JPG等，且多种优化方式供使用者使用；公差分析：表栏式Tolerance参数输入和对话窗式预Tolerance参数，方便使用者定义；报表输出：多种图形报表输出，可将结果存成图文件及文字文件。
但是，这里必须强调一点的是，ZEMAX软件只是一个光学设计辅助软件，也就是说，该软件不能教你怎么去进行光学设计，而只是能对你设计的光学系统进行性能的优化以达最佳成像质量所以，在应用本教程进行光学辅助设计之前，您最好先学习一下光学设计的有关知识：首先是几何光学基础，几何光学是光学设计的基础，要做光学设计必须懂得各种光学仪器成像原理，外形尺寸计算方法，了解各种典型光学系统的设计方法和设计过程.实际光学系统大多由球面和平面构成。记住共轴球面系统光轴截面内光路计算的三角公式，了解公式中各参数的几何意义是必要的，具体公式可参考有关光学书籍，在此就不一一介绍了。对于平面零件有平面反射镜和棱镜，它们的主要作用多为改变光路方向，使倒像成为正像，或把白光分解为各种波长的单色光.在光学系统中造成光能损失的原因有三点：透射面的反射损失、反射面的吸收损失和光学材料内部的吸收损失。其次是像差理论知识，对于一个光学系统，一般存在7种几何像差，他们分别是球差、彗差、像散、场曲、畸变和位置色差以及倍率色差.另外，还必须了解一点材料的选择和公差的分配方面的知识，以及一些光学工艺的知识，包括切割，粗磨，精磨，抛光和磨边，最后还有镀膜和胶合等。
1.2物镜设计方案
课程设计要求：
1、学习zemax软件。
2、设计一个25×显微镜物镜，要求所设计的系统成像清晰，显微物镜放大
倍率为25×，物方数值孔径NA=0.4，物高为1mm左右。
3、对所设计的光学系统进行zemax软件仿真工作。
我们设计的25×显微镜物镜属于中倍显微物镜，通常由两个分离的双胶组合透镜组成，这类物镜也称为里斯特物镜，它的倍率一般在6×至30×之间，数值孔径NA为0.2至0.6之间。
由于显微物镜倍率较高，相距远大于物距，显微物镜的设计通常采用逆光路方式，即把像方的量当做物方的量来处理。里斯特物镜两个双胶合透镜光焦度分配的原则通常是使每个双胶合透镜产生的偏角相等或者是后组的偏角略大于前组。里斯特物镜的光阑通常放在第一个双胶合透镜上。当两个双胶合透镜相互补消球差和慧差时，两个双胶合透镜的间隔大致和物镜的总焦距相等。第一个双胶合的焦距约为物镜焦距的二倍。第二个双胶合的焦距大致和物镜的总焦距相等。
物镜的像差校正方式采取两个双胶合透镜各自单独校正球差、慧差和色差，这种方案的有点是：二个双胶合透镜组合在一起则为一个中倍物镜，移去一个双胶合透镜后可用作低倍显微物镜使用。
25×显微镜物镜设计方案图如图1.1所示。
图1.1 25×显微镜物镜设计方案图
第2章物镜设计参数及镜片选择
2.1物镜的数值孔径
物镜的数值孔径表征物镜的聚光能力，是物镜的重要性质之一，增强物镜的
聚光能力可提高物镜的鉴别率。
数值孔径通常以符号“N.A.”表示（即Numerical Aperture）。根据理论的推导
得出：
N.A.=n.sinu
式中n──物镜与观察之间介质的折射率；
u──物镜的孔径半角
因此，有两个提高数字孔径的途径：
（a）增大透镜的直径或减少物镜的焦距，以增大孔径半角u。此法因导致
象差增大及制造困难，实际上sinu的最大值只能达到0.95
（b）增加物镜与观察之间的折射率n。是介质对物镜数值孔径影响示意图。当
光线沿光轴方向射向观察物时，自物体S处发出的反射光除沿SO方向反射外，
尚有（S1 S1′）（S2，S2′）等衍射光。（a）是以空气为介质（又称干系物镜）的情况，只有（S1 S1′）内的衍射光可以通过物镜，（S1 S1′）以外的衍射光如（S2，S2′）均不能通过物镜。（b）是物镜与观察之间以松柏油或其它油为介质（又称油浸物镜）时，由于折射率n增加，使衍射光的角度变狭，致使（S2，S2′）甚至（S3
S′3）内的衍射光均可通过物镜。因而使物镜通过尽可能多的衍射光束，利，
于鉴别组织细节。
2.2物镜的鉴别率
物镜的鉴别率是指物镜具有将两个物点清晰分辨的最大能力，以两个物点能
清晰分辨的最小距离d的倒数表示。d愈小，表示物镜的鉴别率愈高。
要明白鉴别率可以有一定的限度，这就要用光通过透镜后产生衍射现象来解
释。物体通过光学仪器成象时，每一物点对应有一象点，但由于光的衍射，物点
的象不再是一个几何点，而是有一定大小的衍射亮斑。靠近的两个物点所成的象
一两个亮斑如果互相重叠，则导致这两个物点分辨不清，从而限制了光学系统的