照明系统的光学设计实验指导书
(整理)光学设计实验指导书.
《现代光学CAD技术》实验指导书指导老师：汪胜辉湖南文理物电学院单透镜的设计(A Singlet)一、实验目的：（1）熟悉光学设计软件Zemax操作界面；（2）将知道如何键入光学系统的波长（wavelength)、镜头数据(Lens Data)、光线像差(Ray Aberration)、fan，光程差（OPD)，点列图（spot diagrams )等等。
（3）确定厚度求解方法（thickness solve)和变量（variables)，执行简单光学设计优化。
二、实验环境：（1）、硬件环境：普通PC机（2）、软件环境：ZEMAX软件平台三、实验内容：设计一个相对孔径F/4单镜片，在光轴上可见光谱范围内使用，其焦距（focal length）为100mm，全视场2ω为8º用冕牌BK7来作镜片。
四、实验步骤：首先，运行ZEMAX。
ZEMAX主屏幕会显示镜片数据编辑(LDE)，可以对LDE窗口进行移动或重新调整尺寸，以适应你自己的喜好。
LDE有多行和多列组成，类似于电子表格，曲率半径(radius)、厚度(thickness)、玻璃(class)和半径口径(Aperture)等列使用最多，其他的则在特定类型的光学系统中才会用到。
LDE中的小格会以“反白”方式高亮显示，即以与其它格子不同的背景颜色将字母显示在屏幕上。
这个反白条表示的是光标，可以用鼠标在格子上点击来操作。
然后，系统参数设置。
开始，输入系统波长，这个不一定先完成，只不过现在我们选定了这一步。
在主屏幕菜单条上，选择“系统(system)”菜单下的“波长（Wavelength)”。
屏幕中间会弹出一个“波长（Wavelength Data)”对话框。
ZEMAX中有许多这样的对话框，用来输入数据和提供选择。
用鼠标在第二和第三行的“使用（Use）”上单击一下，将会增加两个输入波长使总数成为三。
现在，第一个“波长”行中输入486，这是氢F谱线的波长，单位为微米。
照明系统的光学设计与研发
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光学实验指导书
实验一 迈克耳逊干涉仪实验【目的与要求】1、了解迈克耳逊干涉仪的结构和工作原理，掌握其调整方法；调出非定域干涉等倾干涉、等厚干涉和白光干涉条纹。
2、 明确几种条纹的形成条件、花纹特点、变化规律及相互间的区别，加深对干涉理论的理解。
3、用迈克耳逊干涉仪测量气体折射率。
【仪器用具】迈克耳逊干涉仪，He-Ne 激光器及其电源，扩束透镜，小孔光栅、白帜灯，毛玻璃，小气室，打气皮囊，气压表。
【实验原理】一、M-干涉仪的光路M -干涉仪是一种分振幅双光束的干涉仪，它的光路如图1-1。
光源S 发出的一束照射到分光板G 1上，G 1板的后面镀有半反射膜，一般镀银，这个半反半透分成相互垂直的反射光束1和透射光束2，两者强度接近相等，此板称为分束板。
当激光束以45o 角射向G 1时，它被分为相互垂直两束光，这两束光分别垂直射到平面镜M 1和M 2上，再经M 1和M 2所反射各自沿原路返回到G 1的半反射膜上，又重新会集成一束光。
由于反射光1和透过光2为2两相干涉光束，因此我们可以在E 方向观测到干涉条纹。
Ｇ2为一补偿板，其物理性能与几何形状皆与Ｇ1全同的补偿作用（但是不镀膜），Ｇ1与Ｇ2平行，Ｇ2的作用是保证1、2两束光在玻璃中的光程完全相等。
反射镜M 2是固定不动的，M 1可在精密导轨上前后移动，从而改变1、2两束光之间的光程差。
精密导轨与Ｇ1成45o角。
为了使光束1与导轨平行，激光应垂直导轨方向射向M -干涉仪。
二、干涉花纹的图样图1-1中'2M 是2M 被1G 反射所成的虚像，从观察者看来，两相干光束是从1M 和'2M 反射而来，因此，我们把干涉仪产生的干涉等效为1M 、'2M 间的空气膜所产生的干涉来进行研究。
1、点光源照明----非定域干涉条纹激光通过短焦距透镜会聚后是一个强度很高的点光源S ，它发出的球面光波照射M-干涉仪，经Ｇ1分束及M 1，M 2反射后射向屏E 的光（参看图1-2）可以看成是由虚光源S 1、'2S 发出的。
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。
光学系统设计试验指导书2014
实验〇光学设计软件ZEMAX的安装和基本操作一．实验目的学习ZEMAX软件的安装过程，熟悉ZEMAX软件界面的组成及基本使用方法。
二．实验要求a)掌握ZEMAX软件的安装、启动与退出的方法。
b)掌握ZEMAX软件的用户界面。
c)掌握ZEMAX软件的基本使用方法。
d)学会使用ZEMAX的帮助系统。
e)学会使用ZEMAX初步仿真光路图。
三．实验内容（一）界面及基本操作1．通过桌面快捷图标或“开始—程序”菜单运行ZEMAX，熟悉ZEMAX的初始用户界面，如下图所示：图1.1 ZEMAX用户界面2．浏览各个菜单项的内容，熟悉各常用功能、操作所在菜单，了解各常用菜单的作用。
3. 熟悉使用各个常用的快捷按钮。
4．学会从主菜单的编辑菜单下调出各种常见编辑窗口（镜头数据编辑、优化函数、多重数据结构）。
5．调用ZEMAX 自带的例子（例如根目录下samples\tutorial\tutorial zoom2.zmx 文件），学会打开常用的分析功能项：草图（2D 草图、3D 草图、渲染模型等）、特性曲线（像差曲线、光程差曲线）、点列图、调制传递函数等，学会由这些图进行简单的成像质量分析。
6．从主菜单中调用优化工具，简单掌握优化工具界面中的参量。
7．掌握镜头数据编辑（LDE ）窗口的作用以及窗口中各个行列代表的意思。
8．从主菜单-报告下形成各种形式的报告。
9．通过主菜单-帮助下的操作手册调用帮助文件，学会查找相关帮助信息。
（二） 仿真光路图 根据已拟好的设计草图，在ZEMAX 中实现光路仿真，包括光路系统整体设置、创建光学元件、透镜（组），元件间大致间距等。
1.光路系统的整体设置，包括此光学系统所适用的波长、入瞳直径、视场等，在主菜单-系统里有相应的各个设置。
2.创建光学元件、透镜（组），就是将设计草图中的各种光学元件用ZEMAX 的方式去仿真实现。
ZEMAX 仿真的基本元素是面，仿真创建各种元件基本都以具体设置每个面的参数来实现。
照明光学系统设计
一．方案要求：下图为某主干路尺寸示意图，请根据所学知识，选择合适的灯具及布灯方式，根据设计标准给出道路照明的计算结果。
二．设计名称：城市道路照明设计三．设计依据的标准：中华人民共和国行业标准CJJ45-2006道路类型路面亮度路面照度眩光限制阈值增量环境比SR平均亮度总均匀度纵向均匀度平均照度均匀度主干路、快速路1.5/2.00.40.720/300.4100.5夜间行人流量区域路面平均照度路面最小照度最小垂直照度流量大的道路居住区/商业10/203/7.52/4依据题目要求可以判断此路段为主要供应行人和机动车混合使用的流量较大的居民区道路照明环境。
四．方案设计理念与要点景观是随时间而变化的。
随一天内时间的变化、季节的变化而变幻的景观，作为与地域相匹配的情景，从过去到现在都给人们留下了深刻的烙印。
随着生活在城市中人们生活方式的改变，夜晚的活动时间延长，在考虑城市景观的基础上，还要探求白天所看不到的高质量的城市夜景观的形成。
在城市景观照明规划时，首先要注意如下3点。
(1)确保市民生活的安全(2)考虑环境、能源问题(3)与城市个性的协调此外还需要进行详细的现场调查，充分把握观看位置、方向、距离、背景亮度等设计条件的基础上再进行设计。
要考虑如下几项要求。
(1)光污染对策的实施(选择合适的照度、手法、照明灯具)(2)无反射眩光(选择合适的照明手法)(3)不能感到色彩不协调(选择合适的光源)(4)探讨合适的开灯时间(5)易维护五．设计选择的灯具类型nvc NRS006/400W NAV-T 单光源路灯 / 灯具资料表。
其功率为396W 光通量为48000LM。
六．设计结果分析：两个自行车道实际平均照度为12LX，满足所参照标准要求。
两个草皮的实际照度和道路实际照度亦符合参考标准。
街道3D效果图街道伪色表现图自行车道照明情况道路1照明情况（等照度图）道路1等灰度情况草皮2如上草皮1。
七．设计总结：本设计采用的是双排相对的排列方法，不仅使得各个方面都满足了光学的要求，能够在保证道路照明的基础上，又不会有太大的能源消耗和对环境的光污染，还使得城市的夜景更加柔和与迷人。
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。
（最新）光学实验指导书
第一部分绪论本实验指导书是根据《光学实验》课程实验教学大纲编写，适用于光信息科学与技术专业。
一、本课程实验的作用与任务《光学实验》课程是光信息科学与技术学生进行科学实验基本训练的一门必修基础课，与理论课具有同等重要的地位。
它按照循序渐进的原则，使学生系统的学习物理实验知识、方法和技能，使学生了解科学实验的主要过程与基本方法，为以后的学习和工作莫定良好的基础。
二、本课程实验的教学基本要求：1．在教学中适当的介绍一些物理实验史料，对学生进行辩证唯物主义世界观和方法论的教育，使学生了解科学实验的重要性，明确物理实验课程的地位、作用和任务。
2．要求学生了解测量误差的基本知识，具有正确处理实验数据的初步能力。
其中包括：测量误差的基本概念，随机误差的估算，系统误差的发现和处理，测量不确定度，直接和间接测量的结果表示，有效数字，试验数据处理的常用方法等。
三、本课程实验教学项目及要求第二部分基本实验指导实验一用自准法测薄凸透镜焦距一、实验目的1、掌握简单光路的分析和调整方法2、了解、掌握自准法测凸透镜焦距的原理及方法3、掌握光的可逆性原理测透镜焦距的方法4、掌握光的可逆性原理的光路调节二、实验原理（一）光的可逆性原理当发光点（物）处在凸透镜的焦平面时，它发出的光线通过透镜后将成为一束平行光。
若用与主光轴垂直的平面镜将此平行光反射回去，反射光再次通过透镜后仍会聚于透镜的焦平面上，其会聚点将在发光点相对于光轴的对称位置上。
光的可逆性原理：当光线的方向返转时，它将逆着同一路径传播。
借此原理可测量薄凸透镜的焦距，实验原理见图1-1图1-1当物P在焦点处或焦平面上时，经透镜后光是平行光束，经平面镜反射再经透镜后成像于原物P处（记为Q）。
因此，P点到透镜中心O点的距离就是透镜的焦距f。
（二）自准法如图1-2所示，将物AB放在凸透镜的前焦面上，这时物上任一点发出的光束经透镜后成为平行光，由平面镜反射后再经透镜会聚于透镜的前焦平面上，得相同的倒立实像A´B´。
工程光学实验指导书(电子版)
距和成像法、自准法测凹透镜焦距； 4、观察透镜的像差。
二、实验仪器 光具座，凸透镜，凹透镜，光源，物屏，平面反射镜，水平尺和滤光片等。
图 1-7 自准法测凹透镜焦距
四、实验要求 1、光具座上各光学元件同轴等髙的调节:先利用水平仪将光具座的导轨在实验
桌上调水平，然后进行各光学元件共轴等髙的粗调和细调(用位移法的两像中心 重合或不同大小的实像中心重合的方法），直到各光学元件的光轴共轴，并与光 具座导轨平行为止。
2、利用粗测法之外的五种方法测量透镜的焦距。参考原理，自拟测量步骤。 3、数据处理:计算出标准不确定度的 A 类评定、标准不确定度的 B 类评定及合 成不确定度；给出正确的结果表镜自准法 如图 1-7 所示，在光路共轴的条件下，使物屏上物 AB 发出的光经凸透镜 L1
后成实像 A'B'。现将待测凹透镜 L2 置于 L1 与 A'B'之间，若在 L2 后面垂直于光轴放 置一个平面反射镜 M,并移动凹透镜 L2 使在物屏上得到一个与物 AB 大小相等的倒 立实像。此时，A'B'成为 L2 的 虚 物 ， 若 虚 物 A'B'正 好 在 L2 的焦平面上，则 从 L2 出射的光是平行光，该平行光经反射镜反射并再依次通过 L2 和 L1，最后必 然在物屏上成等大的倒立实像 A"B"。这样，分别记录 L2 的 位 置 O 2 及 实 像 A'B' 的 位 置 ， 则 0 2 到 实 像 A'B'间的距离即为 f2。
光学设计实验指导书1
光学设计实验指导书第一节ZEMAX软件简介1、简介ZEMAX Optical Design Program（ZEMAX）是由美国ZeMaX Development Corporation 公司开发的专用光学设计软件包，软件逐步升级，我们使用的版本是2008。
ZEMAX是Windows平台上的视窗式的用户界面，操作习惯和快捷键风格如同Windows。
2、用户界面ZEMAX的视窗类型，和Windows的基本一致，打开不同的视窗可以执行操作不同的任务，可分为：◆主视窗（Main Window）ZEMAX启动以后，进入主视窗（图1.1）。
主视窗顶端有标题栏（title bar）、菜单栏（menu bar）和工具栏（tools bar）。
◆编辑视窗（Editor Window）ZEMAX中有6种不同的编辑器（Editors）：即镜头数据编辑器（Lens Data Editor），评价函数编辑器（Merit Function Editor）、多重组态编辑器（Multi-configuration Editor）、公差数据编辑器（Tolerance Data Editor）、用于补充光学面的附加数据编辑器（Extra Data Editor）、以及非序列元件编辑器（Non-sequential Components Editor）。
图1.1 ZEMAX主视窗界面◆图形视窗（Graphic Window）最常用的有草图（Layout）、扇形图（Ray fans）、调制传递函数（MTF Plots）图等。
◆文本视窗（Text Windows）设计的文字资料，如详细数据（Prescription Data）、像差数据等显示在文本视窗中。
◆对话框（Dialogs）固定大小，在过程中跳出来的视窗（鼠标拖曳不能改变大小）。
用于定义或更新视场（Fields）、波长（Wavelengths）、孔径（Apertures）、面型（Surface types）等。
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。
实验指导书--光学(1)
建筑光环境实验对建筑采光进行测量是建筑物理实验的重要内容，只有通过建筑采光进行实测才能对室内的光环境质量做出比较准确的评价，了解建筑采光设计的实际效果和存在的问题，并且提出解决问题的方法。
一个良好的光视觉环境应包括适当的照度水平、舒适的亮度对比、宜人的光色、避免出现眩光。
实验一：项目名称：照度、反光系数和透光系数的测量一、实验目的与要求1.学习照度计的使用2.通过实地测量获得照度的数字印象3.学习反光系数、透光系数的测量三、实验结果和数据处理测定日期： 2012年5月15日测量小组成员：蒙绪发黄宇卫黄亦彬卢森昌梁韦斌表一照度数字概念练习所测量的室内工作面照度为 223 lx，测量时间：15:30 室外照度为 4500 lx，室外天气情况晴，测量时间： 15:30参考我国天然采光标准精细作业精度要求最小照度应达到lx；特别精细应达到 lx表二反光系数与透光系数测量测量教室的墙面、地面、顶棚的反光系数与教室玻璃有无窗帘情况下的透光系数四、结论确定采光所需要的数据1使用空间尺寸2采光口材料及厚度3承重结构形式及材料4表面污染程度5室内表面反光程度一个人对空间形体的视感，不仅出自物体自身的外形，而且也出自被光线“修饰”过的外形，突出的例子是人们利用光线使人或物出现或消失。
一般将室内空间划分为若干区，将其使用要求给予不同的亮度处理。
视觉注视中心。
人们习惯于将目光转向较亮的表面，我们也利用这种习性，将房间中需要突出的物体与其他表面在亮度上区分开来。
根据其重要程度，可将其亮度超过相邻亮度的5~10倍。
活动区。
这是人们工作，学习的区域。
主要工作的地方需要光照，利用墙体和窗帘提供一定的反射和适度的亮度，是整个房间显得安静和柔和。
五、问题与讨论1. 室内外天然采光照度值的分布与哪些因素有关？室外光气候的变化情况，如晴天和全云天的光照度是不一样的。
观测地所在的光气候分区，照度的均匀度有关采光口的设置2. 叙述侧面采光（侧窗）的优点和缺点。
光学设计实验指导书2012完整版要点
实验一光学设计软件ZEMAX的安装和基本操作一．实验目的学习ZEMAX软件的安装过程，熟悉ZEMAX软件界面的组成及基本使用方法。
二．实验要求a)掌握ZEMAX软件的安装、启动与退出的方法。
b)掌握ZEMAX软件的用户界面。
c)掌握ZEMAX软件的基本使用方法。
d)学会使用ZEMAX的帮助系统。
e)学会使用ZEMAX初步仿真光路图。
三．实验内容（一）界面及基本操作1．通过桌面快捷图标或“开始—程序”菜单运行ZEMAX，熟悉ZEMAX的初始用户界面，如下图所示：图1.1 ZEMAX用户界面2．浏览各个菜单项的内容，熟悉各常用功能、操作所在菜单，了解各常用菜单的作用。
3. 熟悉使用各个常用的快捷按钮。
4．学会从主菜单的编辑菜单下调出各种常见编辑窗口（镜头数据编辑、优化函数、多重数据结构）。
5．调用ZEMAX 自带的例子（例如根目录下samples\tutorial\tutorial zoom2.zmx 文件），学会打开常用的分析功能项：草图（2D 草图、3D 草图、渲染模型等）、特性曲线（像差曲线、光程差曲线）、点列图、调制传递函数等，学会由这些图进行简单的成像质量分析。
6．从主菜单中调用优化工具，简单掌握优化工具界面中的参量。
7．掌握镜头数据编辑（LDE ）窗口的作用以及窗口中各个行列代表的意思。
8．从主菜单-报告下形成各种形式的报告。
9．通过主菜单-帮助下的操作手册调用帮助文件，学会查找相关帮助信息。
（二） 仿真光路图根据已拟好的设计草图，在ZEMAX 中实现光路仿真，包括光路系统整体设置、创建光学元件、透镜（组），元件间大致间距等。
1.光路系统的整体设置，包括此光学系统所适用的波长、入瞳直径、视场等，在主菜单-系统里有相应的各个设置。
2.创建光学元件、透镜（组），就是将设计草图中的各种光学元件用ZEMAX 的方式去仿真实现。
ZEMAX 仿真的基本元素是面和面间距，仿真创建各种元件基本都以具体设置每个面和面间距的参数来实现。
照明系统的光学设计 1 绪论
J P2012年9月J PJ PJ P6.仿真结果分析（上机）J PJ PJ PJ P统J P统J P统J P非成像光学：不追求获得理想的成像，而是要求光源的光通过光学系统后得到重新分布。
以有效传递能量为目的。
J PØ非成像光学最早源于高能物理领域。
1965年，美国芝加哥大学的Roland Winston教授为一项高能粒子实验设计电子探测器，用来收集试验中的微弱光信号，从而记录高能粒子在衰变的过程J P U 中产生的电子数目。
由于出射光信号很弱，并且在各个角度各个位置随机分布，如果采用传统的成像透镜来收集，需要100个直径为5英寸的大型光电管，增加了实验的成本与复杂性。
Winston考虑到光电管只需接收到光信号，成像不是必须的，和数学工程师Hinterberger合作，设计出了当时首个非成像聚光器：一个漏斗形的反射镜，即CPC(compound parabolicconcentrator)。
J PJ PJ PJ Pη=ΦΦout inJ P 到目标平面。
J PJ PJ PJ PJ PJ PJ PJ P •多数薄而平整，有韧性，大约3-5mm厚。
J P •纯折射元件。
•对于大角度离轴光线不太有效。
J P3，反光点位置偏差。
化、划痕。
J PJ PJ P U •广泛用于现代汽车前照大灯；•完成全部聚光和配光功能；•使用自由曲面反射镜省去了折光镜；•使得灯具更加简洁；自由曲面反射镜(Freeform reflector)同时多表面法元件Simultaneous Multiple Surface (SMS)1.SMS方法是非成像光学中最新和最先进的设计工具；2.SMS性能能够接近理论极限：实现最大光效的给定光分布；3.SMS同时使用折射、反射、内部全反射；4.同时有至少两个表面参与。
J P UJ P布以及光学性能指标有着不同的要求。
J PJ PJ P的增大而迅速衰减。
这样的光源很难满足各种照明用途的需求。
【最新推荐】光学设计指导书-推荐word版 (22页)
本文部分内容来自网络整理，本司不为其真实性负责，如有异议或侵权请及时联系，本司将立即删除！== 本文为word格式，下载后可方便编辑和修改！ ==光学设计指导书篇一：光学设计指导书光学设计指导书刘冬梅、王文生等主编长春理工大学光电工程学院201X年前言按照“应用光学”教学大纲规定的设计要求，并结合光电工程学院的《应用光学》教学特点及具体的情况，我们编写了《光学设计指导书》。
本指导教程着眼于应用光学的基本理论知识、光学设计基本理论和方法，侧重于典型系统具体设计的思路和过程，加强学生对光学设计的切身领会和理解，将理论与实际融合、统一，以提高学生综合分析及解决问题能力的培养。
在该实验指导教程中共包含三部分的内容：光学设计中的PW法、望远系统PW 方法的具体计算过程、ABR程序的介绍及使用等。
在编写过程中我们吸纳了过去课程设计的经验与长处，内容深入浅出、文字通顺、易读易懂，具有自己的特色。
本教程由光电工程学院刘冬梅、王文生、刘智影、霍富荣等主编。
由于本人水平有限，教程中难免有不足之处，衷心希望广大读者对教程中的不足之处给予批评指正。
编者201X年1月目录第一章光学设计中的PW法??????????????41－1光学系统的基本象差参量???????????????4 1－2光学系统的基本象差参量的规化?????????????7 1－3双胶合薄透镜组的P,W,CI与结构参数的关系???????9??第二章望远系统PW法的具体计算过程?????????152－1望远系统的原理?????????????????15 2－2课程设计的内容及要求??????????????15 2－3望远系统PW法的具体设计过程?????????16第三章 ABR程序的介绍及使用????????????323－1 ABR程序的介绍????????????????32 3－2 数据文件的建立及ABR程序的操作???????32第一章光学设计中的PW法1－1光学系统的基本象差参量任何光学系统都是由许多光组组成，每个光组都有自己的性能要求，如显微系统、望远系统至少要由物镜和目镜两部分构成，照相系统多为一个照相物镜。
照明实验指导书20120601
照明技术实验指导书王晓静重庆大学电气工程学院建筑电气与智能化系二O一二年四月1目录1 照明技术实验物理实验部分 (1)1 .1前言 (1)1.1.1 实验要求 (1)1.1.2 注意事项 (1)1.2 实验一——光度测量 (1)1.2.1 实验目的： (2)1.2.2 实验设备 (2)1.2.3. 实验内容 (2)1.3 实验二——照明设计 (6)1.3.1 实验目的： (6)1.3.2 本次实验用到的实验设备： (6)2 照明技术实验上机实验部分 (9)2.1 照明设计软件DIALux简介 (9)2.2 DIALux一般操作 (10)2.2.1 DIALux界面简介 (10)2.2.2 DIALux灯光精灵 (17)2.3 实验一——室内照明计算 (21)2.3.1 实验目的 (21)2.3.2 实验说明 (21)2.3.3 实验内容及实验报告要求 (25)2.4 实验二室内照明设计 (26)2.4.1 实验目的 (26)2.4.2 实验内容 (26)附录A光度测量仪器的工作原理 (1)A.1照度计的工作原理 (1)A.2 亮度计 (1)A.3 STC4000光谱分析系统 (2)A.3.1基本组成 (2)A.3.2 测量光的颜色 (2)I附录B 建筑照明设计标准（GB 50034-2004） (6)附录C 格栅灯光度参数 (15)1 照明技术实验物理实验部分1 .1前言1.1.1 实验要求照明技术实验是理论与实践相结合的教学环节，通过实验课要求学生达到：①理解照明质量各指标，并对其有更深入和直观的理解；②提高学生动手能力，分析和判断照明设计中的实际问题，巩固加深所学到的理论知识。
1.1.2 注意事项为保证学生人身安全和实验设备的安全，实验时要求学生严格遵守以下安全操作注意事项：①在每次实验前做好实验预习，仔细阅读实验指导书并根据实验内容复习教科书中的有关章节。
②学生在调节操作台的高度时请拿稳放稳之后再进行调节，操作台较重，避免夹伤手。
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《照明系统光学设计》实验指导书电气工程与自动化学院2014年9月1前言1、实验前必须认真预习实验指导书及实验内容，明确实验目的、步骤、原理、回答实验教师的提问，回答不合要求者，须重新预习，才能进行实验。
2、对规定实验外确属需要的内容，可先提出实验原理和方法，经教师或实验技术人员同意后，方可进行实验。
3、做实验时必须严格遵守实验室的规章制度和仪器设备的操作规程，服从教师和实验技术人员的指导。
4、爱护仪器设备，节约使用材料，使用前详细检查，使用后要整理就位，发现丢失或损坏应立即报告，未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品，不准将任何实验室物品带出室外。
5、实验时必须注意安全，防止人身和设备事故的发生，若发生事故应立即切断电源，及时向指导教师报告，并保持现场，不得自行处理，待指导教师查明原因并排除故障后，方可继续实验。
6、进入实验室后应保持安静，不得高声喧哗和打闹，不准抽烟，不准随地吐痰，不准乱抛纸屑杂物，要保持实验室和仪器设备的整齐清洁。
7、实验完毕后，经实验室工作人员检查仪器设备、工具、材料及实验记录后方可离开。
8、实验后要认真完成实验报告，包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表等。
对不合格要求的实验报告应退回重做。
9、对违反实验规章制度和操作规程、擅自动用与本实验无关的仅器设备、私自拆卸仪器而造成事故和损失的肇事者必须写出书面检查，视情节轻重和认识程度按规定处理。
10、在进入实验室前，务必搞好个人卫生，不得将脏物带入室内，有净化要求的实验室，进室必须换拖鞋。
3实验一 ASAP 操作界面以及常用命令和功能实验类型：上机实验 实验学时：2 适用专业：光源与照明 实验房间：4D501一、实验目的初步掌握ASAP 光学设计软件的安装以及基本应用。
二、实验内容进行ASAP 软件的上机实验，掌握安装方法，熟悉ASAP 软件环境和界面，练习软件的基本使用步骤。
三、仪器设备 PC 机1台。
ASAP 软件。
四、实验步骤1、进行WINDOWS XP 环境下的ASAP 软件安装。
2、双击桌面图标，进入软件界面。
3、建立存储路径。
4、打开建造器界面。
5、定义系统单位。
6、定义系统波长。
7、定义系统内应用到的介质。
8、定义系统内应用到的界面光学性质。
五、练习试建一个新的建造器程序。
5实验二ASAP中对光学系统进行建模实验类型：上机实验实验学时：2适用专业：光源与照明实验房间：4D501一、实验目的初步掌握用ASAP光学设计软件进行光学系统建模。
二、实验内容针对经典的三片式透镜的光学系统进行建模，得到系统的三维图形。
三、仪器设备PC机1台。
ASAP软件。
四、实验步骤1、定义整个系统。
72、建立透镜的前表面。
3、应用preview进行观察。
4、加入界面性质。
95、建立透镜后表面与透镜侧边。
6、获得整个透镜模型并观察其三维图像。
五、练习对三片式透镜的其他两片进行练习。
实验三ASAP中定义与证实光源模型实验类型：上机实验实验学时：2适用专业：光源与照明实验房间：4D501一、实验目的掌握建立格子光源的方法，并学会证实光源。
二、实验内容在ASAP中建立并证实矩形与圆形格子光源。
11我们将介绍ASAP 格子光源。
这个光源允许我们去定义一组光线，其在空间及方向的分布是均匀的。
格子光源的形态适合模拟点光源，不论是在有限或无限的距离。
换句话说，格子光源可以用来产生收敛、发散或平行的光线。
我们通常使用这种光源族群，在成像及非成像的问题上，对一个简单、理想的点光源是很有用的，用来观察一个系统对点光源的反应。
我们需要学习两个命令来完成这格子光源︰GRID RECT及SOURCE DIR。
三、仪器设备PC机1台。
ASAP软件。
四、实验步骤定义一个光源的基本步骤：a. 每一光线的起始位置。
b. 每一光线的起始方向。
c. 每一光线的光通量。
1、定义格子光源的位置。
所有的GRID 命令都可在Builder 中寻得，其方法为︰在新的Builder建造器列中的最左边可用的信息格按鼠标左键两下。
有一类13似的选单会出现。
此次我们将寻找Rays ＞Grids ＞Rect 。
在GRID 定义中格子光源的尺寸大小及位置是定义在系统中的单位。
在GRID 命令中，我们第一个选择是Axis 的规定，其为产生光线的平面。
这里的习惯与定义几何形状对象相同︰我们将指定这个平面，它与我们所选定的坐标轴垂直。
在这个例中，z 轴的格子光源，产生光线有不同的x 轴，y 轴值，但是z 轴的坐标值是相同的。
其次，位置参数Position 允许我们沿着这个坐标轴来指定光源平面的位置。
在这个范例中，我们将光线放在z ＝0 的平面。
然后，我们规定在其余的两个坐标轴的最小边界及最大边界的格子光源。
我们通常使用进入通光孔径的半径为格子光源的范围值。
一般习惯(在ASAP 也是)使用右手法则，如下图及下表中显示。
如果我们指定z 轴为光轴，则主轴为x 轴，副轴为y 轴。
、下一个我们要设定的参数是在主轴及副轴上的光线数量。
，ASAP 并不会真实的将光线放在所界定长方形的边界上。
ASAP 是将长方形区域分成许多次长方形区，次长方形区的数量是根据射线的数目及沿着每一坐标轴的光线数量而定。
这些次长方形区定义当地的格子间隔。
每一条光线正是放在次长方形的中间。
注︰如果你想要一个射线在光线分布的中央，必须选择奇数个光线，因为通常我们希望光轴上有一条光线沿着我们的光学系统。
这是为什么我们将内订的每边光线量数不是订为10 条光线，而为11条光线。
在GRID RECT 命令中，剩下的参数皆为可选择项目。
Aperture 通光孔径参数允许我们定义在光线分布的中间有一长方形的“障碍物”。
此区域中没有任何光线。
在这一格cell 中所设入的值为障碍区大小与整个格子光源区域的比值。
若你设入通光孔Aperture 之值为0.5，其意为有半数大小的格子光源会消失。
若Random 选项被选（在这格子cell 按鼠标左键两下且选择Random）。
ASAP 随机在由此最后参数描述的区域内布建光线。
Region 参数定义光线所能游走的最大范围。
此范围的大小是由Region 参数乘上当地格子间隔。
这光线范围是置在光线位置的中间。
假若Region 参数为0，这个光线盒子就放在光线的位置中心。
因此，Region参数为1，允许每一光线能被位移到光线盒子的边缘(当地格子间格)。
Region 参数为2，允许每一光线能被移到隔壁光线盒子的中心。
注：假若你想要随机分布光线的位置，你必须在Region 命令的最后一格指定一个数值。
2、定义光线的方向。
一旦光线位置设定，下一步是在格子中给予每一光线方向。
ASAP 中，光线方向没有默认值，所以光线设定要到给定光线方向才算完成。
ASAP 提供我们Rays＞Grids＞Source＞Direction 来设定平行光线。
换句话说，光源中的所有光线都有完全相同的方向向量。
唯一我们在这命令中需要设定的是Vector A，Vector B，Vector C，它们是这些光线的方向余弦。
对任一不熟悉方向余弦的人而言，方向余弦是光线的单位向量与X，Y，Z 轴夹角的余弦。
若我们要一格子光线沿着＋X轴，其方向余弦为 (1, 0, 0)。
对指向－X反方向的方向余弦，则为 (-1, 0, 0) 。
对目前所建立的光学系统，我们希望光线平行＋Z轴。
3、证实光源。
15五、练习建立圆形格子光源并证实。
实验四ASAP中追迹光线与分析光学仿真结果实验类型：上机实验实验学时：2适用专业：光源与照明实验房间：4D501一、实验目的学会ASAP中追迹光线的方法，并对光线追迹的结果进行分析。
二、实验内容在ASAP中建立一个简单的光学系统，然后进行光线追迹并分析仿真结果。
建立的光学系统包含一个光源、一个单片透镜、一个光阑及一个检光器，该系统的几何检视图及三维检视图如下：三、仪器设备PC机1台。
ASAP软件。
四、实验步骤1、建立光学系统。
172、追迹光线。
当按下OK,将看到Plot Viewer视窗，如下图：193、结果分析。
a）光线的定位Rays>Locate Rays结果显示在命令输出视窗，如下图所示：B）选择光线2123c ）点阵图Rays 〉Graphics 〉Plot Positions 2D选择X-Y 平面显示，按OKd）光线统计Analysis>Calculate Flux SummaryPositionDirectione) 寻找最佳焦点Analysis>Fcous RaysRays〉Graphics〉Plot Positions 2D五、练习对前期学习的由三片透镜组成的库克透镜组进行光线追迹与分析。
25实验四ASAP中边缘对象建模方法实验类型：上机实验实验学时：2适用专业：光源与照明实验房间：4D501一、实验目的学会在ASAP中对边缘对象进行建模的方法，并练习对LED封装壳体进行建模。
二、实验内容在ASAP中学习用挤压、扫描及点连接的方式建立边缘对象。
建立一个LED封装壳体：三、仪器设备PC机1台。
ASAP软件。
四、实验步骤1、挤压的边缘对象-Extruded。
272、扫描的边缘对象。
3、直线连接点----POINTS命令。
29五、练习按如下坐标建立一个LED封装壳体：实验五ASAP中LED的建模方法及仿真结果分析实验类型：上机实验实验学时：2适用专业：光源与照明实验房间：4D 501一、实验目的初步掌握应用ASAP光学设计软件进行LED的建模和分析。
二、实验内容在ASAP中对一个发光二极管进行建模，并实施光线追迹，分析仿真结果。
三、仪器设备PC机1台。
ASAP软件。
四、实验步骤1、建立LED光学模型。
312、先定义一个光学系统，包含单位、波长、介质（2种——1.55，1.591），界面性质（3种——反射、透射和吸收）。
3、分别进行底座、侧边、芯片、透镜、反射杯的建模。
4、与进行光线追迹分析。
5、进行光通量的计算和显示。
336、进行配光曲线的显示。
五、练习1、改变反射杯的位置进行分析。
2、给出该光学系统中各部件的结构参数。
35实验六ASAP中LED模组的建模方法及仿真结果分析实验类型：上机实验实验学时：2适用专业：光源与照明实验房间：4D 501一、实验目的初步掌握应用ASAP光学设计软件进行LED模组的建模和分析。
二、实验内容在ASAP中对单颗发光二极管及1×2、2×2LED阵列进行建模，并实施光线追迹，分析仿真结果。
三、仪器设备PC机1台。
ASAP软件。
四、实验步骤1、建立LED光学模型。
372、先定义一个光学系统，包含单位、波长、介质（2种——1.55，1.591），界面性质（3种——反射、透射和吸收）。
3、分别进行底座、侧边、芯片、透镜、反射杯的建模。