课程名称现代光学设计方法-北京理工大学研究生院
光学系统设计a-北京理工大学--光电学院
《光学系统设计A》课程编号：******课程名称：光学系统设计A学分：3 学时:48 (其中实验学时：24)先修课程：应用光学一、目的与任务光学系统设计A是测控技术与仪器本科专业的专业教育必修课，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理论教学部分（24学时）第一章光学系统像质评价(4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(4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§2－7 Zemax软件的使用第三章薄透镜系统的初级像差理论(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P∞，W∞，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(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(3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(3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(2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§7－3 用Zemax软件设计双高斯物镜§7－4 照相物镜像差的公差实验上机教学部分 (24学时)（1）ZEMAX软件使用(4学时)（2）光学系统像质评价(2学时)（3）光学自动设计程序使用（4学时）（4）望远物镜设计（4学时）（5）显微物镜设计（2学时）（6）目镜设计（2学时）（7）望远镜物镜和目镜合成设计（2学时）（8）照相物镜设计（4学时）三、考核与成绩评定考核：采用统一命题，统一阅卷，教研组集体复查,严把质量关。
北京理工大学应用光学课件讲解
以该点为焦点，该直线为准线的抛物面。 对焦点和无限远 轴上点符合等光程。
等光程的折射面 二次曲面
应用光学讲稿 • 两镜系统基本结构形式
应用光学讲稿
应用光学讲稿
• 常用两镜系统
• 1、 经典卡塞格林系统
• 主镜为凹的抛物面，副镜为凸的双曲面，抛物 面的焦点和双曲面的的虚焦点重合，经双曲面后成 像在其实焦点处。卡塞格林系统的长度较短，主镜 和副镜的场曲符号相反，有利于扩大视场。
一种介质对另一种介质的折射率
2、绝对折射率
介质对真空或空气的折射率n c v
应用光学讲稿
3、相对折射率与绝对折射率之间的关系
相对折射率：
n υ1
1, 2 =
υ2
C
第一种介质的绝对折射率： n 1 = υ1
C
第二种介质的绝对折射率： n 2 = υ2
所以
n2
n 1, 2 =
n1
应用光学讲稿
三、用绝对折射率表示的折射定律
3.过光轴任一截面内的成像性质是相同的 空间的问题简化为平面问题，系统可用过光轴的一个截面
来代表
应用光学讲稿 共轴理想光学系统的成像性质 4.当物平面垂直于光轴时，像平面也垂直于光轴
应用光学讲稿
5. 当物平面垂直于光轴时，像与物完全相似
像和物的比值叫放大率
y'
y
所谓相似，就是物平面上无论什么部位成像，都是按同一放 大率成像。即放大率是一个常数
应用光学讲稿
第一节 光波与光线
一般情况下, 可以把光波作为电磁波看待，光波
波长：
λ
应用光学讲稿
• 光的本质是电磁波 • 光的传播实际上是波动的传播
光学工程
二、培养目标和培养方式
在光学工程的有关专业（或职业）领域掌握坚实的基础理论和专业知识，具有较强的分析、解 决实际问题的能力，能够承担专业技术或管理工作，具有创新能力、创业能力、实践能力和良好的 职业素养的高层次应用型专门人才。
1.培养方式实行全日制和非全日制两种方式 对于全日制硕士专业学位研究生，实行集中在校学习和社会实践相结合的培养方式，并增强实 践教学培养环节。对于非全日制硕士专业学位研究生，采取在职不脱产的学习方式。 2.实行双导师负责制或导师指导小组负责制 双导师负责制是指 1 个校内学术导师和 1 个校外社会实践部门的导师共同指导学生，其中以校 内导师指导为主，校外导师参与实践过程、项目研究、课程与论文等多个环节的指导工作。 导师指导小组负责制是由 3-5 人组成的指导小组进行合作指导制度。导师指导小组中必须有 1 人为首席导师，主要负责研究生的业务指导和思想政治教育；其余导师参与实践过程、项目研究、 课程与论文等多个环节的指导工作。
三、学制
学制 3 年。全日制专业学位硕士最长修业年限在基本学制基础上增加 0.5 年；非全日制专业学 位硕士最长修业年限在基本学制基础上增加 2 年。
四、课程设置与学分要求
类别
课程代码
课程名称
学时
公共课
中国特色社会主义理论与实
2700001
36
践研究
2700002
自然辩证法概论
18
240003*
硕士公共英语中级
3 年制专硕
文献综述与开题报告
第三学期期末前
中期检查
通过论文开题答辩评审后 3-6 个月内
论文答辩
距离开题至少 12 个月
学位申请
答辩后在规定时间内提出申请
七、课程教学大纲要求
最新北京理工大学应用光学课件第二章讲学课件
n' n n'n l' l r
或者
n(11)n'(11)
lr
l' r
应用光学讲稿
二. 物像大小关系式
用y和y’表示物点和像点到光轴的距离。 符号规则：位于光轴上方的y、y’为正，反之为负。 y’/y称为两共轭面间的垂轴放大率，用β表示
y' y
由图得
l r y l'r y'
或
y' l'r
近轴光学基本公式的缺点：物面位置改变时，需重 新计算，若要求知道整个空间的物像对应关系，势必 要计算许多不同的物平面。
已知两对共轭面的位置和放大率，或者一对共轭面 的位置和放大率，以及轴上的两对共轭点的位置，则 其任意物点的像点就可以根据这些已知的共轭面和共 轭点来求得。
光学系统的成像性质可用这些基面和基点求得
推导公式时，也要使用符号规则。
注意 为了使导出的公式具有普遍性，推导公式时，几何
图形上各量一律标注其绝对值，永远为正
应用光学讲稿
反射情形
看成是折射的一种特殊情形： n’= －n 把反射看成是n’= －n 时的折射。 往后推导公式时，只讲折射的公式；对于反射情形， 只需将n’用－n代入即可，无需另行推导。
u'
u' i' l'u' r
显然 hlul'u,'代入上式，并在第一式两边同乘以n，
第二式两侧同乘以n’
nu ni nh r
n'u'n'i'n'h r
应用光学讲稿
将以上二式相减，并考虑到
nsiIn n'siIn ' siIn i,siIn 'i'
课程名称高等光电技术试验-北京理工大学研究生院
课程名称：高等光电技术实验一、课程编码：0400009课内学时：48学分：3二、适用学科专业：光学工程，仪器科学与技术三、先修课程：光电技术，电子线路及实验，应用光学与波动光学实验，信号与系统四、教学目标通过本课程的学习，使相关学科研究生学习和了解光电系统的功能、分类、构成和系统指标，掌握各类光电探测器的特性测量、单元/线阵/面阵光电探测器的使用、光电信号的典型处理方法、典型光电系统的分析、仿真与应用，提升分析、应用与实践能力。
五、教学方式1、课堂讲授，实验预习、实验操作、实验报告与期末考试；2、专题实验：开题，独立完成实验设计与调试，中期检查，结题答辩。
六、主要内容及学时分配1.高等光电技术实验课程内容与分组原则10学时1.1高等光电技术实验课程内容介绍1.2情况调查与实验基础、提高与专题分组1.3光电系统的基本组成与分类1.4光电技术基础知识与实验串讲1.5常用光电技术实验仪器基础知识2.光电探测器光谱响应度的测量4学时2.1掌握热辐射源光谱辐射特性的测量方法2.2掌握光电探测器光谱响应的测试原理与方法2.3掌握热释电探测器和光电二极管的使用原则和方法2.4了解主动式光电系统的设计原则与要点3.光电探测器响应时间的测量4学时3.1掌握用脉冲响应特性测量光电探测器响应时间的方法3.2掌握用幅频特性测量光电探测器响应时间的方法3.3掌握光电二极管的响应时间与截止频率的关系3.4了解光电导器件与光伏器件响应时间的量级3.5掌握光电二极管的响应时间受偏置和负载影响的机理与特性4.光电倍增管的静态和时间特性测试5学时4.1掌握光电倍增管的工作原理和特性4.2掌握光电倍增管阴极特性、阳极特性以及暗电流的测量方法4.3学习根据阴极特性和阳极特性得到光电倍增管增益的方法4.4掌握光电倍增管的时间特性与其测量方法4.5掌握光电倍增管的两种供电方式、各自特点与适应范围5.光电弱信号的低噪声放大器5学时5.1掌握放大器的内部噪声与噪声模型5.2了解设计低噪声放大器的基本原则5.3装调一个低噪声放大器，测试并计算等效输入噪声和噪声系数6.光电微弱信号的有源滤波器5学时6.1了解并掌握用滤波器从噪声中检出光电弱信号的方法6.2设计一个品质因数为5的二阶有源带通滤波器6.3测量滤波器的参数并用弱光电信号检验滤波效果6.4了解信号的频谱组成与滤波器设计的关系7.锁相环原理实验5学时7.1掌握锁相环的基本组成、工作原理、特性参数与使用方法7.2测量锁相环的同步带和捕捉带与自然振荡频率的关系7.3测量锁相环的锁频范围与电源电压的关系7.4了解锁相环在光电系统中的典型应用8.摄像机信号应用原理5学时8.1了解摄像机的工作原理8.2掌握全视频信号的组成及与显示的关系8.3掌握视频同步分离原理8.4了解视频信号及脉冲应用的一些基本方法9.线阵CCD像传感器驱动原理5学时9.1掌握电荷耦合器件的工作原理9.2了解线阵CCD的结构、性能及其对驱动电路的要求9.3掌握两相线阵CCD驱动电路的原理9.4测量各驱动信号的时序关系10.二维光强分布的立体显示5学时10.1进一步了解摄像机输出信号10.2掌握在示波器上立体显示二维光强分布的原理10.3根据二维显示原理设计显示电路参数10.4完成二维光强分布立体显示实验11．光电信号的采样保持5学时11.1了解采样保持在光电信号处理中的意义和适用范围11.2掌握采样保持电路11.3了解采样保持参数与被采集光电信号的关系11.4掌握峰值保持原理和应用12．光外差探测原理4学时13．光电调制盘4学时14．锁相环在光电系统中的调频解调应用6学时15．光子计数5学时16．光栅莫尔条纹测长原理5学时17．光电定向6学时18．光电报警6学时根据学生情况，课程分为基础、提高和专题三部分进行。
北理工招收专业及人数
外语口语听力测试；专业基础知识、实践能力考核，综合口试。
085203仪器仪表工程(专业学位)
13
①101思想政治理论②204英语二③302数学二④818精密机械设计或820应用光学
笔试科目:
应用光学、物理光学、精密机械设计、电子技术、计算机基础知识。
面试内容:
外语口语听力测试；专业综合知识口试。
笔试科目:
内燃机学、机械设计、流体力学基础、传热学、电子技术，任选一门。
面试内容:
外语口语听力测试；综合基础知识、专业知识口试、人文与科学素养。
080800电气工程
04电力电子与电力传动
5
①101思想政治理论②201英语一③301数学一④881电工与电子技术
笔试科目:
机械、电工和工程力学基础。
面试内容:
004光电学院195080300光学工程01微光红外与紫外成像技术02虚拟现实与增强现实技术03光电雷达探测成像与对抗技术04图像工程与颜色科学05现代光学设计与工艺光刻技术及精密仪器工程06光电信息获取显示与处理技术77101思想政治理论201英语一或202俄语或203日语或244德语301数学一811子技术含模拟数字部分或819物理光学或820应用光学笔试科目
笔试科目:
电力电子技术。
面试内容:
外语口语听力测试；专业基础和专业知识、实践能力综合口试。
081100控制科学与工程
01控制理论与控制工程
02模式识别与智能系统
03导航、制导与控制
04检测技术与自动化装置
05系统工程
105
①101思想政治理论②201英语一或202俄语或203日语③301数学一④810自动控制理论或811电子技术（含模拟数字部分）
北京理工大学-2016版学术型研究生培养方案(2017年修订)-光学工程
北京理工大学2016版学术型研究生培养方案学科专业：光学工程学科代码：080300光学工程（080300）一、学科简介与研究方向北京理工大学光学工程学科1954年开始招收研究生，1978年恢复招收研究生，1981年获得国家首批硕士学位授予权，1983年获军用光学、光学仪器博士学位授予权，1985年设立我国首批、我校第一个博士后流动站，1987年分别被评为国家级、部级重点学科，1997年调整合并为光学工程一级学科，2001、2007年再次被评为国家一级重点学科。
学科以光信息技术、光电子技术及光子学、光电仪器及技术等为主要研究对象，进行深入系统的研究；坚持基础研究与应用研究并重、高新技术研究与技术开发并重、研究与高层次人才培养并重的原则，为国民经济建设与国家安全服务。
本学科主要研究方向有：1.微光、红外与紫外成像技术：主要从事微光、红外与紫外成像理论、器件、技术与系统的设计、测试、模拟仿真、总体及应用技术；电真空成像器件宽束电子光学系统理论及设计；目标与环境光学特性，图像目标探测、识别与跟踪技术等方面的研究工作。
2.虚拟现实与增强现实技术：主要从事虚拟现实与增强现实算法、技术、系统，及其在各领域的应用等方面的研究工作。
3.光电雷达、探测、成像与对抗技术：主要从事光电雷达与光电成像雷达的单元技术及系统技术、光电对抗条件下的微弱/低信噪比信号获取与处理、目标探测与特性反演等方面的研究工作。
4.图像工程与颜色科学：主要从事图像与视频信号采集、提取、处理、压缩、融合、传输及其实时实现技术；颜色科学理论、测量、处理与再现技术，颜色视觉；图像与颜色质量评价；光谱学与光谱分析，光谱成像技术与系统等方面的研究工作。
5.现代光学设计与工艺、光刻技术及光电精密仪器工程：主要从事光学元件与系统的设计和先进制造技术；高分辨空间光学及自适应光学理论、技术与系统及其应用；高分辨成像及先进光刻技术，精密光学及检测技术，微纳光学；薄膜光学与工艺，光学全息与数字全息；光电精密仪器及其应用工程等方面的研究工作。
北京理工大学820物理光学解析7
北京理工大学820物理光学解析7本资料由理硕教育整理,理硕教育是全国唯一专注于北理工考研辅导的学校,相对于其它机构理硕教育有得天独厚的优势。
丰富的理工内部资料资源与人力资源确保每个学员都受益匪浅,确保理硕教育的学员初试通过率89%以上,复试通过率接近100%,理硕教育现开设初试专业课一对一,假期集训营,复试VIP一对一辅导,满足学员不同的需求。
因为专一所以专业,理硕教育助您圆北理之梦应用光学Applied Optics本资料由理硕教育整理,理硕教育是全国唯一专注于北理工考研辅导的学校,相对于其它机构理硕教育有得天独厚的优势。
丰富的理工内部资料资源与人力资源确保每个学员都受益匪浅,确保理硕教育的学员初试通过率89%以上,复试通过率接近100%,理硕教育现开设初试专业课一对一,假期集训营,复试VIP一对一辅导,满足学员不同的需求。
因为专一所以专业,理硕教育助您圆北理之梦应用光学讲稿绪论课程性质：专业基础课应用光学课程内容学习目的学习方法本资料由理硕教育整理,理硕教育是全国唯一专注于北理工考研辅导的学校,相对于其它机构理硕教育有得天独厚的优势。
丰富的理工内部资料资源与人力资源确保每个学员都受益匪浅,确保理硕教育的学员初试通过率89%以上,复试通过率接近100%,理硕教育现开设初试专业课一对一,假期集训营,复试VIP一对一辅导,满足学员不同的需求。
因为专一所以专业,理硕教育助您圆北理之梦应用光学讲稿常见光电仪器观察仪器：望远镜测量仪器：测距机瞄准：火炮周视瞄准镜摄像：照相机本资料由理硕教育整理,理硕教育是全国唯一专注于北理工考研辅导的学校,相对于其它机构理硕教育有得天独厚的优势。
丰富的理工内部资料资源与人力资源确保每个学员都受益匪浅,确保理硕教育的学员初试通过率89%以上,复试通过率接近100%,理硕教育现开设初试专业课一对一,假期集训营,复试VIP一对一辅导,满足学员不同的需求。
因为专一所以专业,理硕教育助您圆北理之梦应用光学讲稿望远镜本资料由理硕教育整理,理硕教育是全国唯一专注于北理工考研辅导的学校,相对于其它机构理硕教育有得天独厚的优势。
应用光学课程实践-北京理工大学
《应用光学课程实践》课程编号：******课程名称：应用光学课程实践学分：1 学时:16 (其中实验学时：16)先修课程：应用光学一、目的与任务本课程是应用光学的后续实践设计课程。
本课程是电子科学与技术（光电子方向）、光信息科学与技术和测控技术与仪器等专业的技术基础课。
它主要是要让学生在学习了应用光学以后，利用掌握的应用光学知识进行一个具体的光电仪器设计，学会解决几何光学、典型光学仪器原理、光度学等的基础理论和方法。
本课程的主要任务是复习巩固应用光学的知识，学习典型光学仪器初步设计的一般方法，培养学生设计光电仪器的初步设计能力。
二、教学内容及学时分配理论教学部分（2学时）理论教学内容为学习望远系统的基本原理，学习望远系统参数的确定方法，学习棱镜转动定理，确定望远系统各部件的组成原理。
实践设计部分 (18学时)设计一个实际的光学仪器——火炮周视瞄准镜初步设计1、光学系统的技术要求光学特性：视放大率：Γ=37.Xω=︒物方视场角：210出瞳直径：D=4mm'≥20出瞳距离：l mmz潜望高H＝185毫米要求成正像光学系统要实现：俯仰瞄准范围±18º水平瞄准范围360º俯仰和周视中观察位置不变渐晕系数K＝0.52、设计计算内容拟定光学系统的工作原理拟定光学系统原理，望远系统，物镜、目镜、分划板、保护玻璃。
形成潜望高，俯仰和周视，上、下选用两个棱镜。
利用棱镜转动定理确定道威棱镜及转动方向。
共轴系统和棱镜系统的组合光学系统的外形尺寸计算⑴选择物镜、目镜的结构型式，计算有关参数；相对孔径，焦距，确定物镜和目镜的结构型式。
⑵计算道威棱镜尺寸；⑶计算端部棱镜，保护玻璃尺寸；⑷计算底部棱镜和分划板尺寸；⑸物镜目镜口径计算⑹验证出瞳距离和潜望高绘制光学系统的原理图三、考核与成绩评定本课程要求学生撰写一篇设计报告，根据报告评分，满分100分。
60分以上成绩合格。
四、大纲说明1. 本课程是应用光学的后续实践设计课程。
数字表演 - 北京理工大学研究生院
32 2
2
必修
M/F 0800013
数字艺术理论与设计
32 2
1 必修
M/F 00013
视觉心理学
32 2
1
必修
M/F 0800014
虚拟现实技术与应用
32 2
2 必修
M/F 0800015
人机交互原理与应用
32 2
2 选修
专业课 M/F 0800016
智能媒体计算
32 2
2
选修 M≥16
M/F 0800017
本学科普通硕士研究生原则上应在第一学年内完成全部课程学习，学位论文工作时间不少于 2 年。
20161304L1-北京理工大学研究生院
美术学（1304L1）一、学科简介与研究方向本学科绘画艺术是一种特殊的社会意识形态和精神产物,是人与社会，与自然产生审美观照的反应。
绘画创作与研究的过程是激发艺术家的创造精神，提高审美能力、造型能力、形象思维能力和艺术创造力，探索当代艺术理论和艺术创作语言。
艺术创作和研究的主体表现，应基于对生活的体验与认识，又要反映生活、表现生活，在艺术语言与表现形式上大胆探索与创新。
主要研究方向:1.油画创作与研究: 通过油画专业的基本理论与技能的学习，在绘画造型与艺术思维方面接受基本训练，培养良好的审美和创新素质，具备油画创作的基本能力，具有运用油画材料和绘画语言表达艺术观念的能力。
并能了解、掌握其它相关画种的表现技能及理论知识，有较高的理论素养和实践创作能力。
2.中国画创作与研究:中国画是中华传统文化外化的一种艺术形式，与传统哲学观、价值观、审美观相映照，并在不同的历史背景下，审美观念与个性图式、笔墨语言也会随着社会大审美观的调整而得以不断与时俱进的一个画种。
中国画的创作与研究，即是研究者对诸多新观念、新思潮，对自然美与艺术美诸问题的探讨，也是个人精神体验自然与社会的一种过程。
二、培养目标构建坚实的美术专业基础，重视理解、把握当代美术与设计领域的前沿发展趋势及状况；培养理论与实践能力，注重培养独立的审美与创新能力，注重培养具有国际视野，也具备综合艺术素质，符合与时俱进的新时代特性的专业研究人才。
三、学制普通硕士研究生基本学制为3年，硕士生最长学制在基本学制基础上延长0.5年。
硕士研究生不允许提前毕业。
四、课程设置类别 适用范围 课程代码 课程名称 学时学分 学期 是否必修备注M 2700001 中国特色社会主义理论与实践研究36 2 1/2 必修M 2700002 自然辩证法概论 18 1 1/2 必修M 240001* 硕士英语 48 3 1/2 必修F 3700001 汉语 96 6 1+2 必修F 3700002 中国概况 32 2 1/2 必修公共课M 2200001 科学道德与学术诚信 16 1 1/2 必修M≥7M/F 2500001 造型研究 48 3 1 必修M/F 2500002 绘画材料与表现 48 3 1 必修类别 适用范围 课程代码 课程名称 学时学分 学期 是否必修备注M/F 2500003 绘画创作 32 2 2 必修M/F 2500004 中外艺术理论与思潮 32 2 2 必修M/F 2500005 创作草图(油) 32 2 1 选修M/F 2500006 专业考察(油\国) 32 2 1 选修M/F 2500007 风景写生 (油) 48 3 2 选修M/F 2500008 绘画形式与观念(油\国) 32 2 2 选修M/F 2500009 山水写生与临创转换(国) 48 3 2 选修专业课M/F 2500010 诗词写作研究(国) 32 2 1 选修M≥16“M”表示硕士生， “F”表示留学生， “M/F”表示该门课程既适用于硕士也适用于留学生。
电流变抛光
2014年春季学期研究生课程考核（读书报告、研究报告）考核科目:现代光学加工技术学生所在院（系）:xx学生所在学科:x x学生姓名:x x x学号:13S x x学生类别:考核结果阅卷人第 1 页（共页）电流变抛光简介电流变抛光简介 (1)一、基本原理 (2)1.1、抛光 (2)1.2 电流变 (3)1.3 电流变抛光 (3)二、基本特性与对比 (4)2.1 特性 (4)2.2 各种抛光方法对比 (5)三、发展现状和关键技术 (6)3.1 抛光对象 (6)3.2 抛光工艺 (7)3.3抛光设备 (8)3.4 抛光工具 (9)四、存在的问题 (11)五、参考文献 (12)一、基本原理1.1、抛光抛光是利用柔性抛光工具和磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工，以得到光亮而无磨痕的镜面为目的一种手段。
抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度，而是以得到光滑表面或镜面光泽为目的，有时也用以消除光泽（消光）。
通常以抛光轮作为抛光工具。
抛光轮一般用多层帆布、毛毡或皮革叠制而成，两侧用金属圆板夹紧，其轮缘涂敷由微粉磨料和油脂等均匀混合而成的抛光剂。
常见抛光有机械抛光、化学抛光、电解抛光、超声波抛光、流体抛光、磁研磨抛光等。
镜面加工中所说的抛光与其他行业中所要求的表面抛光有很大的不同，。
它不仅对抛光本身有很高的要求并且对表面平整度、光滑度以及几何精确度也有很高的标准。
表面抛光一般只要求获得光亮的表面即可。
镜面加工的标准分为四级：AO=Ra0.008μm，A1=Ra0.016μm，A3=Ra0.032μm，A4=Ra0.063μm。
由于电解抛光、流体抛光等方法很难精确控制零件的几何精确度，而化学抛光、超声波抛光、磁研磨抛光等方法的表面质量又达不到要求，所以精密模具的镜面加工还是以机械抛光为主。
1.2 电流变电流变液(Electro rheological fluids，ERF)是一种悬浮液,其流变特性在外加电场的作用下会发生明显变化,粘度、剪切强度等随外加电场强度的提高而增大,响应迅速,在毫秒级。
北京理工大学硕士研究生培养方案
车辆工程080204（一级学科：机械工程）本学科1981年获得硕士学位和博士学位授予权，1988年设立博士后流动站，1987年和2001年两次被评为国家级重点学科。
本学科在机械学科的基础上拓宽和发展，涉及动力、控制、电子、计算机、信息、材料、能源等学科领域，具有多学科交叉的特点。
主要研究军用车辆、汽车及其它工程车辆。
主要研究方向有：1.车辆总体理论与现代设计：车辆动力学，车辆系统优化；车辆设计专家系统，车辆虚拟技术；车辆试验与测试技术，车辆可靠性与故障诊断技术等。
2.车辆传动系统理论与技术：车辆动力传动理论与控制，车辆传动系统动态仿真与优化匹配，推进系统集成理论与技术，多流传动与转向，液力液压传动，车辆自动变速和无级变速，车辆新型传动。
3.车辆信息技术：车辆信息网络化技术，车辆电子系统可靠性与故障诊断，智能车辆，车载信息系统，主动和半主动悬挂，车辆安全行驶控制，车辆通过性控制等。
4.新能源车辆与电驱动技术：电动车辆及其它新能源车辆理论与技术，电机驱动系统，车辆能量管理系统，车辆电气综合控制等。
5.车辆安全与人机工程：车辆安全性，车辆安全行驶装置，车辆振动噪声控制，车辆人机工程，车身结构与造型等。
一、培养目标热爱祖国，有社会主义觉悟和较高道德修养，在车辆工程领域掌握坚实的基础理论和系统的专门知识，具有从事本领域科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力，能够胜任科研院所、企业、高校的科学研究、工程设计、产品开发和教学工作。
二、课程设置·139·三、必修环节1．文献综述报告（1学分）：本学科硕士研究生的文献阅读要结合课题研究方向和具体的研究领域进行，文献综述报告的参考文献应不少于20篇，文献综述报告要反映国内外相关领域的研究历史、现状和发展趋势，不少于4000汉字。
2．学术活动（1学分）：在学期间至少应参加6次以上学术活动（含现代数学系列讲座、跨学科或晓外的学术活动3次），其中本人进行正规性的学术报告1次以上。
现代光学设计方法3
式中
xi xi xi 0
经研究，曲率、面间隔、面倾斜的加工误差，近似服从某均 值和方差的正态分布
实际上， x i 是随机变量，故 F 也是随机变量。而且，各 参量加工时，误差的产生是互不相关的，故 x i 是相互独 立的随机变量。数学期望（即平均值）为
m f f F ＝E[F ] E[ xi ] i i 1 xi i 1 xi m
(3) 用垂轴像差平方和作为评价函数，最佳像面很容易求得， 计算量增加很小，这就解决了公差设计中应按最佳像面评价 像质这样的问题； (4) 它对各类系统的评价标准比较容易确定。
垂轴像差平方和的最佳像面位置 某条光线垂轴像差 方向余弦为 主光线的方向余弦 设
y，z
， ，
z ，z ， z
令评价函数允差量 F 允为
F
的3倍方差
F允 ＝3 F
结构参数公差Ti为 x 的3倍方差
Ti 3 i
可以写成
f 2 2 F ( ) Ti i 1 xi
m 2 允
假如⊿F大于⊿F允时，就认为产品不合格 如果 x i 的方差按 3 倍合成⊿ F 的极限方差（ 3 倍方差）， 则各结构参数的制造公差可看成其3倍方差，只要加工出的 各零件的误差以99.73 的概率在结构参数公差以内，评价 函数的增量将以99.73 的概率在公差范围内，也就是说产 品合格率等于大于99.73。
光学传递函数最能充分反映系统成像质量的评价指标，但是 由于光学传递函数计算量大，与光学系统结构参数之间的非 线性关系严重等原因，直到目前为止还有很多问题没有得到 解决
评价系统的实际成像质量，必须在它的最佳像面上进行，而 不能在理想像面上评价，合理的公差评价也应在最佳像面上。 尽管光学传递函数、波像差、相对中心强度等评价函数是单 一指标函数，却无法用解析的方法一次求解出最佳像面的位 置，而只能作多次搜索、反复试算，计算量会增大很多
课程名称现代光学设计方法-北京理工大学研究生院
课程名称：现代光学设计方法一、课程编码：0400013课内学时：32学分：2二、适用专业：仪器科学与技术各专业，光学工程专业，物理电子学专业三、先修课程：应用光学，物理光学，光学测量，光学工艺等。
四、教学目的：通过本课程的学习，使研究生：1、了解现代光学系统像质评价所采用的方法，了解几何像差、垂轴像差、波像差、点列图、包围圆能量、光学传递函数等常用像质评价指标的概念和特点，掌握用Zemax软件中相应功能的使用方法；2、了解光学自动设计的原理，了解适应法和阻尼最小二乘法两种自动优化方法的原理和特点，掌握用Zemax软件中自动优化功能的使用方法；3、了解公差分析与计算的原理，掌握常用光学系统公差分析与计算的方法，掌握用Zemax软件中公差分析计算功能的使用方法；4、学习经典光学系统的设计方法，了解变焦距系统的原理和设计方法，掌握用Zemax 软件中相应功能设计光学系统的方法；5、学习空间光学系统、红外光学系统、非球面光学系统等现代典型光学系统的特点和设计方法。
五、教学方式：课堂讲授，材料自学与课堂讨论，穿插设计实例分析。
六、教学主要内容及对学生的要求：1光学系统像质评价方法4学时1.1光学系统的坐标系统、结构参数和特性参数1.2检测阶段的像质评价指标——星点检验1.3检测阶段的像质评价指标——分辨率测量1.4几何像差的定义及其计算1.5垂轴像差的概念及其计算1.6几何像差计算程序ABR的输入数据与输出结果1.7几何像差及垂轴像差的图形输出1.8用波像差评价光学系统的成像质量1.9光学传递函数1.10点列图1.11包围圆能量2光学自动设计方法4学时2.1阻尼最小二乘法光学自动设计程序2.2光学自动设计的全局优化2.3适应法光学自动设计程序2.4典型光学设计软件介绍3公差分析与计算4学时3.1公差设计中的评价函数3.2光学公差的概率关系3.3公差设计中的随机模拟检验3.4公差设计中的偏心光路追迹4经典光学系统设计4学时4.1薄透镜系统的初级像差理论4.2望远物镜设计4.3显微物镜设计4.4目镜设计4.5照相物镜设计的特点5变焦距光学系统设计4学时5.1概述5.2变焦距系统分类与特点5.3变焦距物镜的高斯光学5.4变焦距物镜高斯光学实例5.5体视变倍显微镜6其他光学系统设计6学时6.1红外光学系统6.2空间光学系统6.3共形光学设计6.4计算机直接制版镜头6.5投影仪扩展广角镜头7非球面设计方法4学时7.1非球面的表示方法7.2非球面的特性7.3反射二次非球面的应用7.4非球面设计实例8光学设计前沿热点介绍2学时8.1环境温度分析8.2衍射光学元件8.3偏振像差8.4计算机辅助光学装调8.5非成像光学七、考核与成绩评定成绩以百分制衡量，课堂考核占40%，结课报告占60%。
现代光学设计
现代光学设计课程代号 D—44进修考核大纲李林编兵器工程师进修大学20XX年8月进修考核大纲一、课程的性质与基本要求本课程是从事光电技术与仪器、光学系统设计、光学检测等相关学科的专业学生和技术人员快速全面了解典型光学系统设计的专业课程。
该课程可以培养学生在认识和理解各种光学系统工作原理的基础上，建立对系统像差及光学系统设计的认识，了解在相关领域中的发展趋势。
本课程首先介绍光学设计的基础知识和像差理论，然后以国外先进的光学设计软件ZEMAX作为基础，详细介绍采用ZEMAX设计新型光学系统的方法。
本课程的特点是紧密结合当前各应用领域的最新的一些光学系统，内容基本上可以分为7个部分。
第1部分是光学系统的像质评价，这是设计一个光学系统所必备的基础知识。
在这部分里，首先详细地介绍了最常用的几何像差及相应的计算程序；然后，介绍了另一个重要的像质评价指标──光学传递函数，讨论了两种光学传递函数程序的特点与使用方法。
第2部分是光学自动设计的原理与程序，介绍了适应法和阻尼最小二乘法这两种常用的光学自动设计程序的特点和使用方法。
第3部分是变焦距光学系统的原理与程序，讨论了变焦距光学系统的像差计算与自动设计问题。
第4部分是光学系统的公差分析与计算，介绍了公差分析计算软件的原理与编程特点。
第5部分是光学系统的环境温度分析与无热设计，讨论了环境温度对光学系统的影响及利用衍射光学元件进行无热设计的原理与方法。
第6部分是典型光学系统设计，应用所介绍的光学设计程序对望远系统、显微镜物镜和照相物镜等进行了实际设计，并对所设计的例子进行了像质评价。
第7部分是对偏振像差、非球面应用、计算机辅助光学装调、衍射光学元件、非成像光学系统、空间光学系统、红外光学系统以及其它一些光电系统进行了介绍。
本课程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。
二、课程的特点与自学方法于本课程属于继续工程教育教学环节中的自学函授课程，建议学生在各章思考题的引1导下，结合课本学习相关知识。
现代光学设计方法
现代光学设计方法
现代光学设计方法是利用计算机辅助设计和优化光学系统的过程。
该方法通常分为以下步骤：
1.需求分析：确定光学系统的设计要求，比如焦距、视场、分辨率等。
2.光学元件设计：根据需求，选择合适的光学元件，如透镜、棱镜、反射镜等，并进行初步设计。
3.系统模拟和分析：利用计算机软件模拟光学系统的性能，并分析系统的成像品质、光学效率等指标。
4.优化：根据模拟分析的结果，对光学系统进行调整和优化，以达到设计要求。
5.制造和测量：设计出满足要求的光学系统后，进行制造和测量，以验证系统的性能。
现代光学设计方法5
二、光学补偿法变焦距物镜
光学补偿法变焦距物镜是在变焦运动过程中用若干组透镜作线 性运动来实现变焦距，它们作同向且等速移动，在移动过程中， 各组元共同完成变倍和补偿任务，使像面达到稳定的状态，但 实际在变焦运动过程中，光学补偿法变焦距物镜只能在某些点 作到像面稳定，所以在全范围内它的像面是有一定漂移的
变焦距系统的分类及其特点
对于变焦距系统来说，由于系统焦距的改变，必然使物像之间的 倍率发生变化，所以变焦距系统也称为变倍系统。多数变焦距系 统除了要求改变物像之间的倍率之外，还要求保持像面位置不变， 即物像之间的共轭距不变
对一个确定的透镜组来说，当它对固定的物平面做相对移动 时，对应的像平面的位置和像的大小都将发生变化。当它和 另一个固定的透镜组组合在一起时，它们的组合焦距将随之 ' 改变。假定第一个透镜组的焦距为 f 1 ，第二个透镜组对第一 2 ，则它们的组合焦距为 透镜组焦面的垂轴放大率为
如果变倍组采用两个负透镜组构成，符合物像交换条件的物和 像是虚物和虚像
如果变倍组采用两个负透镜组构成，符合物像交换条件的物和 像是虚物和虚像。由于两负透镜组组合间隔越小，焦距越长， 所以在－1×位置两透镜组间的间隔最小。前面两正透镜组合时 －1×位置间隔最大，因为两正透镜组间隔越大，焦距越长
为了构成一个完整的变焦距系统，图中的变倍组的前面要加上 一个前固定组，将实物平面成像在变倍组的虚物平面上，在变 倍组的后面，也要加上一个后固定组把变倍组的虚像平面成像 到系统指定的像平面位置上。这种系统最多的应用是前面加正 透镜组的前固定组，后面加正透镜组的后固定组构成一个变倍 的望远系统。它被广泛应用在无限筒长的显微系统的平行光路 中，使整个系统达到变倍的目的
求得
b b 4ac 2 2a 3 / 2
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课程名称：现代光学设计方法
一、课程编码：0400013
课内学时：32学分：2
二、适用专业：仪器科学与技术各专业，光学工程专业，物理电子学专业
三、先修课程：应用光学，物理光学，光学测量，光学工艺等。
四、教学目的：
通过本课程的学习，使研究生：
1、了解现代光学系统像质评价所采用的方法，了解几何像差、垂轴像差、波像差、点列图、包围圆能量、光学传递函数等常用像质评价指标的概念和特点，掌握用Zemax软件中相应功能的使用方法；
2、了解光学自动设计的原理，了解适应法和阻尼最小二乘法两种自动优化方法的原理和特点，掌握用Zemax软件中自动优化功能的使用方法；
3、了解公差分析与计算的原理，掌握常用光学系统公差分析与计算的方法，掌握用Zemax软件中公差分析计算功能的使用方法；
4、学习经典光学系统的设计方法，了解变焦距系统的原理和设计方法，掌握用Zemax 软件中相应功能设计光学系统的方法；
5、学习空间光学系统、红外光学系统、非球面光学系统等现代典型光学系统的特点和设计方法。
五、教学方式：
课堂讲授，材料自学与课堂讨论，穿插设计实例分析。
六、教学主要内容及对学生的要求：
1光学系统像质评价方法4学时
1.1光学系统的坐标系统、结构参数和特性参数
1.2检测阶段的像质评价指标——星点检验
1.3检测阶段的像质评价指标——分辨率测量
1.4几何像差的定义及其计算
1.5垂轴像差的概念及其计算
1.6几何像差计算程序ABR的输入数据与输出结果
1.7几何像差及垂轴像差的图形输出
1.8用波像差评价光学系统的成像质量
1.9光学传递函数
1.10点列图
1.11包围圆能量
2光学自动设计方法4学时
2.1阻尼最小二乘法光学自动设计程序
2.2光学自动设计的全局优化
2.3适应法光学自动设计程序
2.4典型光学设计软件介绍
3公差分析与计算4学时
3.1公差设计中的评价函数
3.2光学公差的概率关系
3.3公差设计中的随机模拟检验
3.4公差设计中的偏心光路追迹
4经典光学系统设计4学时
4.1薄透镜系统的初级像差理论
4.2望远物镜设计
4.3显微物镜设计
4.4目镜设计
4.5照相物镜设计的特点
5变焦距光学系统设计4学时
5.1概述
5.2变焦距系统分类与特点
5.3变焦距物镜的高斯光学
5.4变焦距物镜高斯光学实例
5.5体视变倍显微镜
6其他光学系统设计6学时
6.1红外光学系统
6.2空间光学系统
6.3共形光学设计
6.4计算机直接制版镜头
6.5投影仪扩展广角镜头
7非球面设计方法4学时
7.1非球面的表示方法
7.2非球面的特性
7.3反射二次非球面的应用
7.4非球面设计实例
8光学设计前沿热点介绍2学时
8.1环境温度分析
8.2衍射光学元件
8.3偏振像差
8.4计算机辅助光学装调
8.5非成像光学
七、考核与成绩评定
成绩以百分制衡量，课堂考核占40%，结课报告占60%。
报告具体要求如下：
1.像质评价指标归纳总结
2.望远系统设计结果
3.照相物镜设计结果
4.变焦距系统设计结果。
报告字数需5000字以上，参考文献15篇以上，根据报告判定成绩。
八、参考书及学生必读参考资料：
教材：
1．李林.现代光学设计方法[M].北京理工大学出版社，2009
必读参考资料：
1．Kingslake R.,Optical System Design[M].New York:Academic,1983
2．O’Shea,D.C.Elements of Modern Design[M].New York:John Wiley,1985
3．Lakin,Milton.Lens Design[M].New York:Marcel Dekker,1991
4．袁旭沧.光学设计[M].北京：北京理工大学出版社，1988
5．袁旭沧.现代光学设计方法[M].北京：北京理工大学出版社，1995
6．李林，安连生.计算机辅助光学设计的理论与应用[M].北京：国防工业出版社，2002 7．李士贤，李林.光学设计手册[M].北京：北京理工大学出版社，1996
九、大纲撰写人：李林。