现代光学设计实验报告格式基本要求汇总
光学基础实验四报告模板三篇
光学基础实验四报告模板三篇光学基础实验四报告模板三篇光学基础实验四报告模板三篇篇一：光学基础实验四报告模板(最新版)实验一简单信号光发送和接收实验姓名陈晓莉学号912104520103 同组实验者李增时间2015.9.22一、实验目的1、了解光纤通信实验系统的结构及各个模块的功能。
2、熟悉各个信号测试点。
3、掌握系统调试方法。
二、实验内容1、观察光通信设备各个功能模块。
2、用示波器观察光发送模块和光接收模块各测试点信号波形。
3、完成系统调试三、实验原理（简略叙述）整套系统含1550nm和1310nm两个波长通道，每个通道均可传输模拟信号和数字信号。
系统含有模拟信号产生模块和数字信号产生模块，模拟信号产生模块能产生正弦波、三角波和锯齿波等模拟信号。
数字信号主要有方波、CMI码和本地2M伪随机序列等数字信号。
系统还含有CMI、PCM、HDB3编译码电路、误码率测试电路等等。
四、实验步骤及现象1、熟悉光通信系统的工作原理及结构组成，熟悉示波器。
2、打开系统电源，观察电源指示灯是否正常。
3、选择1550nm或1310nm通道进行模拟信号和数字信号传输的测试，调节相应点使得接收到的信号不失真。
4、记录各测试点信号波形、幅度及频率。
5、完成实验，关闭系统电源。
五、实验数据1、数字信号（方波）发送和接收2、模拟信号（正弦波）发送和接收实验二光线路CMI码实验姓名陈晓莉学号912104520103同组实验者李增时间2015.9.22 一、实验目的1、了解CMI编译码原理。
2、掌握CMI光传输原理。
二、实验内容1、完成CMI编译码、光传输电路调试。
2、用示波器观察各测试点信号波形，比较码型变化及相位延迟。
三、基本原理1、CMI编码原理CMI（Coded Mark Inversion）即编码传号反转，表18.1给出了其编码规则，传号1由11和00交替表示（若前一个1为11，则当前1采用00表示，如此类推），而空号0则固定地用01表示。
光学性设计实验报告
一、实验目的1. 了解光学系统的基本组成和光学元件的基本特性；2. 掌握光学系统设计的基本步骤和方法；3. 通过实验验证光学系统的设计原理和计算方法；4. 培养实验操作能力和分析问题、解决问题的能力。
二、实验原理光学系统设计主要包括光学元件的选择、光学系统结构设计、光学参数计算、光学系统调试等步骤。
本实验主要验证光学系统的设计原理和计算方法。
1. 光学元件的选择：根据实验要求，选择合适的透镜、棱镜等光学元件。
2. 光学系统结构设计：根据光学元件的焦距、尺寸等参数，设计光学系统的结构，确定光学元件的相对位置。
3. 光学参数计算：根据光学系统的结构，计算光学系统的成像质量、光通量等参数。
4. 光学系统调试：通过实验调整光学元件的位置，使光学系统达到最佳成像效果。
三、实验器材1. 透镜：焦距分别为f1、f2、f3的凸透镜；2. 棱镜：两块不同折射率的棱镜；3. 平面镜；4. 光具座；5. 光源；6. 调焦装置；7. 测量工具：尺子、游标卡尺等。
四、实验步骤1. 光学元件的选择：根据实验要求，选择合适的透镜、棱镜等光学元件。
2. 光学系统结构设计：确定光学元件的相对位置，设计光学系统的结构。
3. 光学参数计算：根据光学系统的结构，计算光学系统的成像质量、光通量等参数。
4. 光学系统调试：通过实验调整光学元件的位置，使光学系统达到最佳成像效果。
5. 实验数据记录：记录实验过程中观察到的现象和数据。
五、实验结果与分析1. 光学系统成像质量分析：根据实验数据，分析光学系统的成像质量，如像差、分辨率等。
2. 光学系统光通量分析：根据实验数据，分析光学系统的光通量。
3. 光学系统调试效果分析：分析光学系统调试后的成像效果，如清晰度、亮度等。
六、实验总结通过本次实验，我们了解了光学系统的基本组成和光学元件的基本特性，掌握了光学系统设计的基本步骤和方法。
在实验过程中，我们学会了如何选择光学元件、设计光学系统结构、计算光学参数和调试光学系统。
光学工程-仪器科学-现代光学测试技术-方法及实验报告
实验一：数字干涉测量方法及实验一、实验目的和实验内容(1) 了解激光干涉的近代方法——数字干涉技术的原理和方法；(2）掌握干涉的实时检测技术；(3）了解数字干涉方法的特点及应用场合。
二、基本原理随着电子技术与计算机技术的发展，并与传统的干涉检测方法结合，产生了一种新的位相检测技术——数字干涉技术，这是一种位相的实时检测技术。
这种方法不仅能实现干涉条纹的实时提取，而且可以利用波面数据的存储功能消除干涉仪系统误差，消除或降低大气扰动及随机噪声，使干涉技术实现λ/100的精度，这是目前干涉仪精度最高的近代方法其原理如下图所示。
图中的实验系统仍采用T-G干涉仪，但参考镜2由压电陶瓷PZT驱动，产生位移。
此位移的频率与移动量由计算机控制。
设参考镜的瞬时位移为li，被测表面的形貌（面形）为w(x,y)，则参考光路和测试光路可分别用下式表示：U R=a·exp[i2k s+li] (1)U t=b·exp{ i2k s+w(x,y)} (2)式中a,b为光振幅常数。
参考光与测试光相干产生干涉条纹，其瞬时光强由式1与式2，可得：I(x,y,li)=1+rcos2k[w x,y−li] (3) 式中r=2ab(a2+b2)是干涉条纹的对比度。
式3说明，干涉场中任意一点的光强都是li 的余弦函数。
由于li 随时间变化，因此式3的光强是一个时间周期函数，可用傅里叶级数展开。
设r=1，则I x,y,li=a0+a1cos2kli+b1sin2kli(4)式中：a0=a2+b2,a1=2abcos2kw x,y,b1=2absin2lw x,y由三角函数的正交性，可求出Fourier 级数的各个系数，即从而求得被测波面，由下式给出：式中为进一步降低噪声，提高测量精度，可用P个周期进行驱动扫描，测量数据作累加平均，即式7 说明孔径内任意一点的位相可由该点上的n×p个光强的采样值计算出来，因此，可获得整个孔径上的位相。
光学系统设计实验报告
光学系统设计实验报告光学系统设计实验报告摘要：本实验旨在通过设计和搭建一个光学系统，探究光的传播规律和光学元件的特性。
通过实验，我们成功设计了一个光学系统，并对其进行了测试和分析。
实验结果表明，光学系统的设计和调整对于光的传播和成像具有重要影响。
引言：光学系统是由光源、光学元件和光学器件组成的系统，用于控制光的传播和成像。
光学系统设计是光学学科的重要分支，广泛应用于光学仪器、通信技术、光学显微镜等领域。
本实验旨在通过设计和搭建一个光学系统，探究光的传播规律和光学元件的特性。
实验方法：1. 准备实验所需材料和仪器，包括光源、透镜、反射镜、光屏等。
2. 搭建光学系统，根据实验要求确定光源和光学元件的位置和方向。
3. 调整光学系统，使光线聚焦在光屏上，并记录调整过程中的观察结果。
4. 测量光学系统的参数，如焦距、放大倍数等，并进行数据分析。
实验结果：通过实验，我们成功设计了一个光学系统，并对其进行了测试和分析。
实验结果表明，光学系统的设计和调整对于光的传播和成像具有重要影响。
首先，我们调整了光源的位置和方向，使光线能够尽可能均匀地照射到光学元件上。
然后，我们调整了透镜的位置和方向，使光线能够聚焦在光屏上。
在调整的过程中，我们发现透镜的位置和方向对于光的聚焦效果有着显著影响。
当透镜与光源的距离增加时，光线的聚焦效果会变差；而当透镜与光源的距离减小时，光线的聚焦效果会变好。
其次，我们测量了光学系统的参数，如焦距和放大倍数。
通过测量，我们发现透镜的焦距与其形状和材料有关。
不同形状和材料的透镜具有不同的焦距，从而影响光的聚焦效果。
此外，我们还测量了光学系统的放大倍数，发现放大倍数与透镜的焦距和物距有关。
当透镜的焦距增大或物距减小时，放大倍数会增大。
讨论：通过本实验，我们深入了解了光学系统的设计和调整原理，以及光的传播规律和光学元件的特性。
光学系统的设计和调整对于光的传播和成像具有重要影响，合理的设计和调整可以提高光学系统的性能和效果。
现代光学设计报告
一、 绪论本文利用Zmax 程序优化设计一个He-Ne 激光光束聚焦物镜，它在单色光波长下工作，成像质量要达到衍射受限水平。
设计过程中，先用具体的计算结果初步讨论玻璃的选择和透镜片数的考虑，然后选择不同的评价函数，以及不同的初始结构，最终找到多个像质较优的解。
具体设计任务的要求如下：①焦距f ’=60mm ； ②相对孔径21'=f D ； ③物距∞=l ，视场角 0=ω；④工作波长m μλ6328.0=；⑤此镜头只需要消球差，几何弥散圆直径小于0.002mm ；⑥镜头结构尽量简单，争取用两块镜片达到要求。
二、 镜头片数及玻璃选择的考虑和初步分析1、单片低折射率材料的情况先看看单片低折射率材料物镜它的像质是什么样的， 选一个普通的K9，折射率n=1.51466 ，利用Zemax 程序设计一个焦距f ’=60mm ，相对孔径21'=f D ，视场角 0=ω的激光光束物镜，光阑放在透镜的第一面，入瞳直径为30mm ，物镜初始结构可以由公式)11)(1('121r r n f --=计算得出，可以取一个对称结构即21r r -=，可以得到物镜半径为61.7592mm 。
取第一个面半径为变量，第二个面半径用来保证焦距为60mm （图2-1）。
评价函数选用“TRAY ”，指定为0.3、0.5、0.7、0.85以及全孔径（图2-2）。
图2-1 低折射率材料物镜初始结构参数图2-2 选用TRAY评价函数2-3可以看出，初始像差很大，需要优化。
我们先看看初始像差数据，由图优化后得到相应的结构数据、像差曲线和点列图分别由下面的图表示。
图2-5 低折射率材料物镜优化后的像差曲线图 2-6 低折射率材料物镜优化后的点列图可以看到低折射率单片优化后的球差和弥散圆直径依然在毫米级，这与要求相差太远，我们再考虑其他材料。
2、单片高折射率材料的情况换用一种较高折射率的玻璃，看看它的像差情况，选用ZF14，这是一种高折射率材料，通过查找光学设计手册，可以查到He-Ne 激光在ZF14玻璃中的折射率为1.90914。
光学设计全程实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解光学设计的基本原理和过程；2. 掌握光学设计软件（如ZEMAX）的基本操作和应用；3. 通过实验，提高对光学系统性能的评估和优化能力；4. 深入理解光学系统中的各类元件及其作用；5. 培养团队协作和实验操作能力。
二、实验器材1. 光学设计软件（ZEMAX）；2. 相关光学元件（透镜、棱镜、光阑等）；3. 光具座、读数显微镜等辅助仪器；4. 设计说明书和镜头文件。
三、实验内容1. 光学系统设计思路（1）系统结构框图：设计一个简单的光学系统，包括物镜、目镜、光阑等元件，使系统成正像。
（2）系统结构设计：根据系统结构框图，设计物镜、目镜、光阑等元件的几何参数，并确定系统的主要技术参数。
2. 镜头设计（1）物镜设计：根据设计要求，选择合适的物镜类型，确定物镜的焦距、孔径、放大率等参数。
（2）目镜设计：根据设计要求，选择合适的目镜类型，确定目镜的焦距、放大率等参数。
3. 系统优化（1）优化物镜和目镜的几何参数，提高成像质量。
（2）优化系统整体性能，如分辨率、对比度等。
4. 仿真分析（1）使用ZEMAX软件进行光学系统仿真，观察成像质量。
（2）分析仿真结果，对系统进行进一步优化。
5. 实验报告撰写（1）总结实验过程中遇到的问题及解决方法。
（2）对实验结果进行分析和讨论。
四、实验步骤1. 设计光学系统结构框图，确定系统的主要技术参数。
2. 在ZEMAX软件中建立光学系统模型，设置物镜、目镜、光阑等元件的几何参数。
3. 优化物镜和目镜的几何参数，提高成像质量。
4. 优化系统整体性能，如分辨率、对比度等。
5. 使用ZEMAX软件进行光学系统仿真，观察成像质量。
6. 分析仿真结果，对系统进行进一步优化。
7. 撰写实验报告，总结实验过程、结果及分析。
五、实验结果与分析1. 实验结果（1）物镜焦距：f1 = 100mm；（2）目镜焦距：f2 = 50mm；（3）放大率：M = 2；（4）分辨率：R = 0.1mm；（5）对比度：C = 0.8。
光学综合实验报告规范课件
光学综合实验报告规范（暂行）一、每个实验项目一份实验报告。
二、实验报告内容一般包括以下几个内容：1、实验项目名称2、实验目的和要求3、实验内容和原理4、主要仪器设备5、操作方法与实验步骤6、实验数据记录和处理7、实验结果与分析8、质疑、建议9、实验预习报告（含以上1、2、5、6项，需经指导教师签字认可，附在实验报告后）三、实验报告第一页用学校统一的实验报告纸书写，附页用A4纸书写，字迹工整，曲线要画在座标纸上，线路图要整齐、清楚（不得徒手画）。
四、每学期将拟存档的学生实验报告按课程、学生装订成册，即每个学生每门课程所有实验报告装订成一本。
装订线在左侧，第一页加订实验报告封皮。
五、光学综合实验报告封皮范本见附件一。
六、光学综合实验报告范本见附件二。
七、光学综合实验预习报告范本见附件三。
附件一：光学综合实验实验报告课程名称：光学综合实验姓名：学院：电子工程学院系部：光电子技术系专业：年级：学号：学号（班内序号）指导教师：不填职称：不填年月日实验项目列表序号实验项目名称成绩指导教师123456789101112附件二：实验报告格式西安邮电大学实验报告学院：系：专业：年级：姓名：学号：组_______ 实验时间：指导教师签字：成绩：实验名称一、实验目的和要求二、实验原理三、主要仪器设备四、实验内容及实验数据记录五、实验数据处理与分析六、质疑、建议附件三：实验预习报告格式西安邮电大学实验预习报告学院：系：专业：年级：姓名：学号：实验时间：组____________ 指导教师签字：实验名称一、实验目的和要求二、实验原理(注：简要概括即可)三、实验内容及数据记录表格（此处所记录数据为实验实测数据）。
光学设计实验报告
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光学设计实验报告
叶云
1120130901
§ 1 双胶合望远物镜设计
要求设计一个周视瞄准镜的双胶合望远物镜（加棱镜） ，如下图所示，技术要求 如下：
视放大率：3.7 出瞳口径： D 4mm 出瞳距离：大于等于 20mm 全视场角： 2 =10 物镜焦距： f ' 85mm 棱镜折射率： n 1.5163 （K9） 棱镜展开长度：31mm 棱镜距离物镜的距离 40mm 孔径光阑位在物镜前 35mm
P = P -0.167 ； W =W -0.056 ； C 0.00068
根据 P0 ， C 选玻璃。 将上面求得的 P ， W 代入公式求 P0
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光学设计实验报告
叶云
1120130901
P0 P 0.85(W 0.15)2 0.167 0.85 (0.056 0.15)2 0.203
u u u ' 0.087 ； uz tan(5 ) 0.0875 ; z 0.99 u
根据已知条件，平行玻璃板本身的参数为
d 31mm，n 1.5163， =64.1
将以上数值代入到平行玻璃板的初级像差公式中得 球差： S
2 n2 1 4 4 1.5163 1 du 31 (0.087) 0.00069 n3 1.51633
（1）列出初级像差方程求 P, 对单个薄透镜组有
W,
C
S Ⅰ hp 7.4 p 0.00082 ， p 0.00011 SⅡ hz P JW 0.647W 0.00034 0.00061 ， W 0.000422
2 2 S ⅠC h C (7.4) C 0.00044 ， C 0.000008
实验方案设计报告
光学设计实验（方案设计）报告课程现代光学设计实验实验题目物质折射率测定实验评分学生姓名彭家琪学号 0942052038 学生姓名赵晓琛学号 0942052039 学生姓名李艺学号 0942052077 学生姓名董道林学号 0942052078 实验时间地点分组电子信息学院专业实验中心一、实验目的结合理论基础与实际应用，实现光电的有机结合。
二、实验内容及要求（本实验需要做的事情）本课程是一门以实践为主的综合实验技术课，要求在已学过的波动光学、数字电路、模拟电路等相关基础课、专业课和实验课的基础上，提出一套实用的物质折射率测定方案，设计必要的光学系统和硬件电路，完成光电信号的转换，物理信号与硬件电路的有机结合，实现对物质折射率的准确测量。
三、实验设计方案（根据题目及要求用语言和框图的方式说明硬件电路和控制软件各部分的组成）1折射率检测的原理分析：我们小组希望能够利用杨氏双缝干涉来测量物质的折射率。
考虑获得稳定干涉条纹的三个必要条件：1，两束光波的频率应当相同；2，两束光波在相遇处的振动方向应当相同；3，两束光在相遇处应有固定不变的相位差。
所以我们选用了具有很高相干性的YAG激光器作为光源（而如果选用普通光源的话，观察屏上的干涉条纹可能不容易检测）。
2 检测系统主要由四大功能模块组成：光学检测模块，信号处理模块，供电模块与功能扩展模块。
系统功能框图如下光学检测模块主要用于将光信号转化为电信号。
四象限探测器将探测到的光强转化为相应的电流信号，而我们需要的是电压信号，因此在进行差分之前必须利用信号处理模块中的前置放大电路将电流信号转化为电压信号。
而差分放大电路用于实现对零级亮纹的准确测量。
供电模块用于给前置放大电路以及差分放大电路提供电源。
功能扩展模块主要用于对两路差分输出值实时显示。
3检测系统的光学结构组成图如下：光路搭建过程中的注意事项：激光束应该尽量保持水行，要特别注意各个物理参数的设定，以使干涉条纹达到最好的状态，同时传感器在屏幕上位置要做到尽量的精确，这是决定探测精度的一个重要因素。
现代光学实验（II）实验报告
现代光学实验（II）实验报告机械工程学院现代光学实验（II）实验报告_2014_年_ 12_月25 日题目：现代光学实验（II）学号：姓名：班级：实验一激光拉曼／荧光光谱实验【实验目的】1.了解拉曼光谱的基本原理，理解它的光谱和能级跃迁特性。
2.了解拉曼光谱仪的结构和特点。
3.测量四氯化碳的拉曼光谱，计算其中各谱线的位移值，并估计相应的振动能级的结构。
4.测量其他溶液的的拉曼光谱，并分析其特殊。
【仪器用具】LRS –III激光拉曼/荧光光谱仪【实验原理】一、拉曼光谱原理简介印度物理学家拉曼（Raman）在1928年研究苯的光散射时发现，在散射光中除了有与入射光频率相同的谱线外，还有与入射光频率发生位移（频率增加或减少）、而且强度极弱的谱线。
前者为已知的瑞利（Rayleigh）散射光，后者被命名为拉曼散射光。
拉曼光谱与分子的转动和振动状态有关，因此能反映分子内部结构的变化，所以研究分子的拉曼光谱能得到有关分子内部结构的信息，因而它在许多科学领域内都得到了广泛的应用。
1. 拉曼光谱的经典理论根据电磁辐射的经典理论，单色入射光辐射到物质上时，能使其中的分子产生振荡形成感生电偶极矩P。
当入射光光强不是很大时，在一级近似下，此感生偶极矩P与分子极化率α以及入射光的电场强度E之间的近似关系为：P= αE (1) 一般情况下，分子极化率是原子座标的函数，而且是各向异性的，因此它可由一个张量（αij）(i,j=x,y,z)来描述，由此式(1)的各分量表示为：或者以矩阵形式表示为：由于分子中的原子总是在作热振动，即它们的原子核总是围绕其平衡位置在作振动，因而分子的极化率也在随之发生着变化。
按照一般的方法，将极化率的各分量在平衡位置附近按简正座标展开成泰勒级数形式并只保持到一次项：其中，(αij)0是分子在平衡位置时的αij 值，通常为常数，Qk，Ql …是分子振动的简正座标。
为简单期间，若只考虑一个（第k个）简正振动，则上式简化为：式中α′k 也为常数。
光学设计实验报告范文(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解光学系统设计的基本原理和方法。
2. 掌握光学设计软件的使用，如ZEMAX。
3. 学会光学系统参数的优化方法。
4. 通过实验，加深对光学系统设计理论和实践的理解。
二、实验器材1. ZEMAX软件2. 相关实验指导书3. 物镜镜头文件4. 目镜镜头文件5. 光学系统镜头文件三、实验原理光学系统设计是光学领域的一个重要分支，主要研究如何根据实际需求设计出满足特定要求的成像系统。
在实验中，我们将使用ZEMAX软件进行光学系统设计，包括物镜、目镜和光学系统的设计。
四、实验步骤1. 设计物镜（1）打开ZEMAX软件，创建一个新的光学设计项目。
（2）选择物镜类型，如球面镜、抛物面镜等。
（3）设置物镜的几何参数，如半径、厚度等。
（4）优化物镜参数，以满足成像要求。
2. 设计目镜（1）在ZEMAX软件中，创建一个新的光学设计项目。
（2）选择目镜类型，如球面镜、复合透镜等。
（3）设置目镜的几何参数，如半径、厚度等。
（4）优化目镜参数，以满足成像要求。
3. 设计光学系统（1）将物镜和目镜的镜头文件导入ZEMAX软件。
（2）设置光学系统的其他参数，如视场大小、放大率等。
（3）优化光学系统参数，以满足成像要求。
五、实验结果与分析1. 物镜设计结果通过优化，物镜的焦距为100mm，半视场角为10°，成像质量达到衍射极限。
2. 目镜设计结果通过优化，目镜的焦距为50mm，半视场角为10°，成像质量达到衍射极限。
3. 光学系统设计结果通过优化，光学系统的焦距为150mm，半视场角为20°，成像质量达到衍射极限。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们掌握了光学系统设计的基本原理和方法。
2. 学会了使用ZEMAX软件进行光学系统设计。
3. 加深了对光学系统设计理论和实践的理解。
4. 提高了我们的动手能力和团队协作能力。
5. 为今后从事光学系统设计工作打下了基础。
注：本实验报告仅为示例，具体实验内容和结果可能因实际情况而有所不同。
光学设计实验报告收获(3篇)
第1篇一、实验背景光学设计是光学工程领域中一个非常重要的分支，其目的是通过对光学元件和光学系统的设计，实现对光信息的有效控制和利用。
随着科技的发展，光学设计在各个领域都得到了广泛的应用，如航空航天、光学仪器、光纤通信等。
为了更好地掌握光学设计的基本原理和方法，我们进行了光学设计实验。
二、实验目的1. 理解光学设计的基本原理和方法；2. 掌握光学设计软件的使用；3. 提高实验操作能力和创新意识；4. 培养团队协作精神。
三、实验内容及方法1. 光学元件设计：通过实验，了解光学元件的基本参数，如焦距、折射率等，并运用光学设计软件进行光学元件的设计。
2. 光学系统设计：运用光学设计软件，根据实验要求设计光学系统，如透镜组、反射镜等，并优化系统性能。
3. 光学系统测试：对设计的光学系统进行测试，验证其性能是否符合预期。
4. 实验报告撰写：对实验过程、实验结果进行分析，总结实验收获。
四、实验收获1. 理论知识收获通过本次实验，我们对光学设计的基本原理有了更深入的了解。
我们学习了光学元件的参数计算、光学系统的设计方法以及光学系统的性能评价。
这些知识为我们今后从事光学设计工作奠定了坚实的基础。
2. 实践能力收获在实验过程中，我们学会了如何使用光学设计软件，如Zemax、TracePro等。
通过实际操作，我们掌握了光学设计的基本步骤，提高了自己的实践能力。
3. 团队协作收获本次实验分为小组合作进行，每个小组成员负责不同的实验环节。
在实验过程中，我们学会了如何与团队成员沟通、协作，共同完成实验任务。
这有助于提高我们的团队协作能力和沟通能力。
4. 创新意识收获在实验过程中，我们不断尝试不同的设计方法，寻求最优方案。
这使我们培养了创新意识，学会了在遇到问题时，从多角度思考，寻求解决方案。
5. 实验报告撰写收获在撰写实验报告的过程中，我们学会了如何整理实验数据、分析实验结果，并用文字表达自己的观点。
这有助于提高我们的写作能力和逻辑思维能力。
光学设计实验实验报告
实验名称：光学系统设计实验日期：2023年4月10日实验地点：光学实验室实验人员：张三、李四、王五一、实验目的1. 熟悉光学系统设计的基本原理和方法。
2. 学会使用光学设计软件进行光学系统的设计。
3. 通过实验，提高对光学系统性能参数的评估能力。
二、实验原理光学系统设计是根据光学系统的性能要求，运用光学原理和设计方法，选择合适的元件，确定光学系统的结构参数和光学元件的尺寸。
本实验采用ZEMAX软件进行光学系统设计。
三、实验内容1. 设计一个具有特定性能要求的光学系统。
2. 使用ZEMAX软件进行光学系统设计。
3. 优化光学系统，提高其性能。
4. 分析光学系统的性能参数。
四、实验步骤1. 设计光学系统根据实验要求，设计一个成像系统，要求物距为100mm，像距为150mm，放大倍数为1.5倍，系统分辨率为0.1角秒。
2. 使用ZEMAX软件进行光学系统设计（1）创建新的光学设计项目，设置系统参数。
（2）选择合适的透镜材料，创建透镜元件。
（3）根据设计要求，设置透镜的尺寸和位置。
（4）创建光阑，设置光阑的位置和尺寸。
（5）创建探测器，设置探测器的尺寸和位置。
3. 优化光学系统（1）调整透镜的形状和位置，优化系统性能。
（2）调整光阑的位置和尺寸，提高系统分辨率。
（3）调整探测器的位置和尺寸，提高系统成像质量。
4. 分析光学系统的性能参数（1）计算系统的MTF（调制传递函数）和ROI（光圈直径）。
（2）分析系统的像差，包括球差、彗差、场曲、畸变等。
（3）计算系统的入射光束和出射光束的传播方向和光强分布。
五、实验结果与分析1. 光学系统设计结果根据实验要求，设计了一个成像系统，其物距为100mm，像距为150mm，放大倍数为1.5倍，系统分辨率为0.1角秒。
使用ZEMAX软件进行设计，最终得到一个满足要求的光学系统。
2. 光学系统性能分析（1）MTF分析：根据ZEMAX软件的计算结果，该系统的MTF在0.1角秒处达到0.25，满足设计要求。
光学设计实验报告范例
实验报告题目：光学显微镜系统设计实验一、实验目的1. 理解光学系统设计的基本步骤和原理。
2. 学会运用光学设计软件进行光学系统设计。
3. 熟悉光学元件的选用和光学系统的优化方法。
4. 掌握光学系统性能参数的评估和调整技巧。
二、实验器材1. 光学设计软件：ZEMAX2. 相关实验指导书3. 光学元件：物镜、目镜、分划板、斯米特屋脊棱镜等4. 光具座：二维滑块支架、一维滑块支架5. 待测物体三、实验原理光学显微镜系统主要由物镜、目镜、分划板、斯米特屋脊棱镜等光学元件组成。
实验中，我们通过ZEMAX软件进行光学系统设计，实现物镜对物体的放大成像，并通过目镜观察放大后的图像。
四、实验步骤1. 设计说明书和镜头文件：根据实验要求，设计说明书和镜头文件应包括物镜镜头文件、目镜镜头文件和光学系统镜头文件。
2. 部分技术参数选择：目镜放大率为10倍，目镜最后一面到物面沿光轴的几何距离为280毫米，对工件实边缘的对准精度为2.2微米。
其他参数根据实验要求自定。
3. 系统结构设计思路：a. 系统结构框图：物体经物镜所成的放大的实像与分划板重合，两者一同经目镜成一放大的虚像。
b. 棱镜选择：采用斯米特屋脊棱镜，使系统成正像，并且使光路转折45角，以便于观察和瞄准。
c. 物镜系统设计：采用物方远心光路，即孔径光阑位于物镜像方焦面上，避免景深影响瞄准精度。
4. 光学元件选用和优化：a. 物镜：选择焦距适中、成像质量高的物镜。
b. 目镜：选择放大倍数合适、视场较大的目镜。
c. 斯米特屋脊棱镜：选择折射率适中、夹角较小的斯米特屋脊棱镜。
d. 光学系统优化：通过ZEMAX软件对光学系统进行优化，使系统性能达到最佳。
5. 性能参数评估和调整：a. 评估系统性能参数，如放大率、视场、分辨力等。
b. 根据评估结果，对光学元件进行适当调整，提高系统性能。
五、实验结果与分析1. 设计的显微镜系统放大倍数为100倍，视场为5毫米，分辨力为0.2微米。
现代光学设计
现代光学设计——物镜设计、优化姓名：班级：学号：物镜设计要求：1.像面尺寸：0.7英寸；2.解析度：1024×768；3.视场角：±15º；4. F/#＝3.2；5. MTF要求：轴上点MTF值在0.4以上，轴外0.707视场的MTF值在0.3以上；6. 后工作距大于28mm；7. 畸变＜5%；8. 各视场主光线入射角度小于±10º（越小越好）；9. 在保证工艺性的要求下，镜片越少越好。
一、根据设计要求得到具体参数指标1. 像面尺寸：0.7英寸；即视场平面的对角线大小为0.7×25.4mm=17.78mm 2. 解析度：1024×768；则对角线像素数为1280768102422=+所以每像素对应得尺寸为17.78÷1280=0.01389062mm 每毫米像素数为：1÷0.01389062=72 故每毫米可分辨的黑白刻线数为72÷2=36 3. 视场角：±15º；根据视场角和像面尺寸，可以得知物镜总焦距 f=17.78/2/tan15mm=33.178mm 4. F/#＝3.2；5. MTF 要求：轴上点MTF 值在0.4以上，轴外0.707视场的MTF 值在0.3以上；根据以上计算，要求MTF 在36刻线/mm 处的取值：0视场在0.4以上，0.707×15=10.6视场在0.3以上6. 后工作距大于28mm ；即最后一个面距离像面应该大于28mm 7. 畸变＜5%；8. 各视场主光线入射角度小于±10º（越小越好）； 9. 在保证工艺性的要求下，镜片越少越好。
二、输入原始镜片参数并初步比较根据专利镜头参数输入数据，调整F数位3.2，视场角取0°、10.6°、15°三个视场，并缩放镜头调整焦距为33.178mm，初步发现后工作距大于28mm的只有三个镜头，而镜片数大致都为7到8个，统计如下：要求后工作距＞28mm 镜片数Q92 36 731 47 77 23 88 24 79 23 710 24 711 25 712 25 734 17 672 48 8三、进一步筛选初步对比三个物镜组的成像如下：编号后三位031的成像：编号后三位Q92的成像：编号后三位072的成像：可见Q92的像差明显太大，初步舍弃对于031和072，成像质量都不错，但031更好些，并且镜片数也少一个，所以下面就按照031的原始结构进行优化设计。
光学设计实验报告
1. 了解光学系统设计的基本原理和方法。
2. 熟悉光学设计软件（如ZEMAX）的操作，掌握基本的光学设计流程。
3. 学会应用光学设计软件进行光学系统设计，并优化系统性能。
4. 分析实验结果，总结光学系统设计经验。
二、实验器材1. 光学设计软件（如ZEMAX）2. 实验指导书3. 相关光学元件（如透镜、棱镜、分划板等）三、实验内容1. 设计一个显微镜光学系统，包括物镜、目镜和光学系统镜头文件。
2. 根据实验要求，设置以下参数：（1）目镜放大率：10倍（2）目镜最后一面到物面沿光轴的几何距离：280毫米（3）对工件实边缘的对准精度：2.2微米（4）视场大小：自定，尽可能大，一般达到商用仪器的一半（5）是否加棱镜：可加棱镜，折转角大小自定，棱镜可按等效玻璃板处理（6）是否加CCD：可加CCD3. 设计系统结构框图，并绘制系统结构图。
4. 设计物镜系统，采用物方远心光路，即孔径光阑位于物镜像方焦面上。
5. 设计目镜系统，根据目镜放大率和物镜成像位置，确定目镜的焦距和成像位置。
6. 对物镜和目镜进行整体优化或独立优化。
7. 分析实验结果，总结光学系统设计经验。
1. 打开光学设计软件（如ZEMAX），创建新的光学系统项目。
2. 添加光学元件，包括物镜、目镜和光学系统镜头文件。
3. 设置光学元件的参数，如焦距、半径、折射率等。
4. 设计系统结构，根据实验要求，调整光学元件的位置和距离。
5. 运行优化算法，对光学系统进行优化。
6. 分析实验结果，如成像质量、视场大小、对准精度等。
7. 根据实验结果，调整光学元件参数和系统结构，进一步优化光学系统。
8. 完成实验报告，总结实验结果和经验。
五、实验结果与分析1. 成像质量：通过优化算法，使成像质量达到最佳状态，如对比度、分辨率等。
2. 视场大小：根据实验要求，设置视场大小，确保观察范围足够。
3. 对准精度：通过优化光学系统，提高对准精度，满足实验要求。
4. 优化经验：在实验过程中，总结以下优化经验：（1）合理设置光学元件参数，如焦距、半径、折射率等。
光学规划设计实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过对光学系统的规划设计，加深对光学原理、光学元件特性以及光学系统设计方法的理解。
通过实验，我们能够掌握以下内容：1. 光学系统设计的基本流程和原则；2. 光学元件的选用和光路布局；3. 光学系统的性能评估和优化；4. 实验数据的处理和分析。
二、实验原理光学规划设计实验主要涉及以下原理：1. 光学成像原理：利用光学元件（如透镜、棱镜等）对光线的折射、反射、衍射等现象进行控制，实现对物体成像的原理。
2. 光学系统设计方法：根据成像要求，对光学系统进行优化设计，包括光学元件的选用、光路布局、光学系统性能评估等。
3. 光学系统性能评估：通过计算或实验，对光学系统的成像质量、分辨率、畸变等性能进行评估。
三、实验仪器与材料1. 光学元件：透镜、棱镜、光阑等；2. 光源：激光器、白光光源等；3. 实验装置：光学平台、支架、读数显微镜等；4. 计算机及绘图软件。
四、实验内容1. 光学系统设计：（1）确定实验目标：根据实验要求，确定光学系统的成像质量、分辨率、畸变等性能指标；（2）光学元件选用：根据成像要求，选择合适的透镜、棱镜等光学元件；（3）光路布局：根据光学元件的特性和实验要求，设计光学系统的光路布局；（4）光学系统性能评估：通过计算或实验，对光学系统的成像质量、分辨率、畸变等性能进行评估。
2. 实验数据采集与处理：（1）搭建实验装置：根据光学系统设计，搭建实验装置；（2）实验数据采集：利用实验装置，采集实验数据；（3）数据处理：对采集到的实验数据进行处理和分析，得出实验结果。
五、实验步骤1. 确定实验目标：根据实验要求，确定光学系统的成像质量、分辨率、畸变等性能指标；2. 选择光学元件：根据成像要求，选择合适的透镜、棱镜等光学元件；3. 设计光路布局：根据光学元件的特性和实验要求，设计光学系统的光路布局；4. 搭建实验装置：根据光学系统设计，搭建实验装置；5. 实验数据采集：利用实验装置，采集实验数据；6. 数据处理与分析：对采集到的实验数据进行处理和分析，得出实验结果。
光学实验设计性实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解光学实验的基本原理和实验方法；2. 培养学生动手能力和创新思维；3. 通过设计性实验，提高学生对光学知识的理解和应用能力。
二、实验原理本实验旨在设计一个简单的光学实验，验证光学原理，并探讨实验设计的方法和技巧。
实验原理主要包括以下内容：1. 光的直线传播：光在同一种均匀介质中沿直线传播；2. 光的反射定律：入射光线、反射光线和法线在同一平面内，入射光线与反射光线的夹角相等；3. 光的折射定律：入射光线、折射光线和法线在同一平面内，入射光线与折射光线的夹角正弦之比等于两种介质的折射率之比；4. 薄透镜成像规律：物体通过薄透镜成像，成像规律与物距、像距和焦距有关。
三、实验内容1. 实验一：验证光的直线传播实验器材：激光笔、白纸、米尺、小孔板实验步骤：（1）在白纸上画一个直角坐标系；（2）将激光笔固定在坐标系原点，调整激光笔方向，使其通过小孔板照射到白纸上；（3）移动小孔板，观察激光在白纸上的传播路径，验证光的直线传播。
2. 实验二：验证光的反射定律实验器材：激光笔、平面镜、白纸、米尺实验步骤：（1）将平面镜放置在白纸上，调整平面镜角度；（2）将激光笔照射到平面镜上，观察反射光线在白纸上的传播路径；（3）调整激光笔角度，观察反射光线与入射光线的夹角是否相等，验证光的反射定律。
3. 实验三：验证光的折射定律实验器材：激光笔、玻璃板、白纸、米尺实验步骤：（1）将玻璃板放置在白纸上，调整玻璃板角度；（2）将激光笔照射到玻璃板上，观察折射光线在白纸上的传播路径；（3）调整激光笔角度，观察折射光线与入射光线的夹角是否满足折射定律。
4. 实验四：薄透镜成像实验实验器材：薄透镜、蜡烛、光屏、光具座、米尺实验步骤：（1）将蜡烛、薄透镜和光屏放置在光具座上，调整位置，使蜡烛成像在光屏上；（2）改变蜡烛与薄透镜的距离，观察光屏上成像的变化，验证薄透镜成像规律。
四、实验结果与分析1. 实验一：验证光的直线传播，实验结果表明，激光在白纸上的传播路径是直线，验证了光的直线传播原理。
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现代光学设计实验报告格式基本要求汇总
湖南文理学院物电学院实验报告
班级：姓名：指导教师：汪胜辉成绩：
实验题目：实验一：单透镜的设计实验时间：实验地点：T2C302
设计任务：
设计一个焦距为80mm，相对孔径为1/4的单透镜系统，全视场2ω为8º，物距为无限远，在可见光下工作，自选一种玻璃，光阑设置在入射光线遇到的透镜的第一个光学表面。
设计过程：
第一步：输入系统参数——入瞳直径值
插入图
第二步：输入系统参数——视场
插入图
第三步：输入系统参数——波长范围
插入图
第四步：输入“透镜数据编辑”窗口的数据
插入图
第五步：查看外形轮廓图
插入图
第六步：打开“RAY”图形窗口查看像差情况
插入图
第七步：打开“FFT MTF”图形窗口查看像差情况
插入图
第八步：设定像质评价函数
插入图；绘制表
第九步：设定参与优化的变量
插入图
第十步：输出优化后的系统参数
插入表，
第十一步：输出优化后的二维轮廓图
插入图
第十二步：输出优化后的“FFT MTF”图。
插入图
设计心得：
100字以上。
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湖南文理学院物电学院实验报告
班级：姓名：指导教师：汪胜辉成绩：
实验题目：实验二：双胶合透镜的设计实验时间：实验地点：T2C302
设计任务：
设计一个焦距为100mm，相对孔径为1/5的双胶合透镜系统，全视场2ω为10º，物距为无限远，在可见光下工作，自选一种玻璃，光阑设置在入射光线遇到的透镜的第一个光学表面。
设计过程：
第一步：输入系统参数——入瞳直径值
插入图
第二步：输入系统参数——视场
插入图
第三步：输入系统参数——波长范围
插入图
第四步：输入“透镜数据编辑”窗口的数据
插入图
第五步：查看外形轮廓图
插入图
第六步：打开“RAY”图形窗口查看像差情况
插入图
第七步：打开“FFT MTF”图形窗口查看像差情况
插入图
第八步：设定像质评价函数
插入图；绘制表
第九步：设定参与优化的变量
插入图
第十步：输出优化后的系统参数
插入表，
第十一步：输出优化后的二维轮廓图
插入图
第十二步：输出优化后的“FFT MTF”图。
插入图
设计心得：
100字以上。
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湖南文理学院物电学院实验报告
班级：姓名：指导教师：汪胜辉成绩：实验题目：实验三：三片式照相物镜的设计实验时间：实验地点：T2C302
设计任务：
设计一个三片式照相物镜，要求：焦距为10mm，F/#为5，全视场2ω为38º，在可见光下工作，玻璃材料只能有两种，所有视场满足在50lp/mm处MTF>0.3。
设计过程：
第一步：输入系统参数——入瞳直径值
插入图
第二步：输入系统参数——视场
插入图
第三步：输入系统参数——波长范围
插入图
第四步：输出优化后的“透镜数据编辑”窗口的数据
插入表，参见表17-2的绘制方法
第五步：输出优化后的“3D LAY”外形轮廓图
插入图
第六步：输出优化后的“RAY”图形窗口
插入图
第七步：输出优化后的“FFT MTF”图
插入图
第八步：输出优化后的“OPD FAN”图形窗口
插入图
第九步：输出优化后的“GRID DISTORTION”图形窗口
插入图
第十步：输出优化后的“SYSTEM DATA”数据
插入文本型数据
设计心得：
100字以上。
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湖南文理学院物电学院实验报告
班级：姓名：指导教师：汪胜辉成绩：
实验题目：实验四：双高斯照相物镜的设计实验时间：实验地点：T2C302
设计任务：
设计一个双高斯型照相物镜，要求：焦距为40mm，入瞳直径为8mm，全视场为40º，三个特征工作波长：480nm、550nm、650nm，玻璃材料最多只能有三种，所有视场满足在50lp/mm 处MTF≥0.5，总镜片数不超过10片，允许“conic”列中的数值的绝对值≤2.0。
设计过程：
第一步：输入系统参数——入瞳直径值
插入图
第二步：输入系统参数——视场
插入图
第三步：输入系统参数——波长范围
插入图
第四步：输出优化后的“透镜数据编辑”窗口的数据
插入表，参见表17-2的方法绘制
第五步：输出优化后的“3D LAY”外形轮廓图
插入图
第六步：输出优化后的“RAY”图形窗口
插入图
第七步：输出优化后的“FFT MTF”图
插入图
第八步：输出优化后的“OPD FAN”图形窗口
插入图
第九步：输出优化后的“GRID DISTORTION”图形窗口
插入图
第十步：输出优化后的“SYSTEM DATA”数据
插入文本型数据
设计心得：
100字以上。
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湖南文理学院物电学院实验报告
班级：姓名：指导教师：汪胜辉成绩：实验题目：实验五：反射式望远物镜的设计实验时间：实验地点：T2C302
设计任务：
设计一个折反射混合式望远物镜，要求：焦距为500mm，入瞳直径为100mm，全视场为2.0º，三个特征工作波长：480nm、550nm、650nm，所有视场满足在50lp/mm处MTF≥0.5，满足瑞利准则。
设计过程：
第一步：输入系统参数——入瞳直径值
插入图
第二步：输入系统参数——视场
插入图
第三步：输入系统参数——波长范围
插入图
第四步：输出优化后的“透镜数据编辑”窗口的数据
插入表，参见表17-2的方法绘制
第五步：输出优化后的“3D LAY”外形轮廓图
插入图
第六步：输出优化后的“RAY”图形窗口
插入图
第七步：输出优化后的“FFT MTF”图
插入图
第八步：输出优化后的“LATERAL COLOR”图形窗口
插入图
第九步：输出优化后的“SEIDEL COEFFICIENTS”的数据
截图如下：
第十步：输出优化后的“SYSTEM DATA”数据
插入文本型数据
设计心得：100字以上。
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湖南文理学院物电学院实验报告
班级：姓名：指导教师：汪胜辉成绩：实验题目：实验六：变焦距照相物镜的设计实验时间：实验地点：T2C302
设计任务：
设计一个变焦距照相物镜，要求：IMAGER SPACE F/#=5，EFFECTIVE FOCAL LENGTH=35mm，全视场为40º，三个特征工作波长：480nm、550nm、650nm，所有视场满足在50lp/mm处MTF ≥0.3，允许“conic”列中的数值的绝对值≤2.0。
设计过程：
第一步：输入系统参数——IMAGER SPACE F/#值
插入图
第二步：输入系统参数——视场
插入图
第三步：输入系统参数——波长范围
插入图
第四步：输出优化后的“透镜数据编辑”窗口的数据
插入表，参见表17-2的方法绘制，注意三个结构对应三个表。
第五步：输出优化后的“3D LAY”外形轮廓图
插入图，样式必须类似于图20-1，即同时显示三个结构。
第六步：输出优化后的第二个结构的“RAY”图形窗口
插入图
第七步：输出优化后的第二个结构的“FFT MTF”图
插入图
第八步：输出优化后的第二个结构的“SPOT DIAGRAM”图形窗口
插入图
第九步：输出优化后的第二个结构的“GRID DISTORTION”图形窗口
插入图
第十步：输出优化后的“SYSTEM DATA”数据
插入文本型数据
设计心得：
100字以上。
打印后左侧装订两个钉子。
实验数据文件请保存在E:\现代光学CAD 文件夹下，文件名为学号+shiyan6。