华中科技大学光学课程设计报告

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光学实验创新课程设计

光学实验创新课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握光学基本原理，包括光的传播、反射、折射和色散等现象；2. 帮助学生了解光学实验仪器的使用方法和操作技巧；3. 引导学生运用所学知识，解释日常生活中的光学现象。

技能目标：1. 培养学生动手操作光学实验的能力，提高实验操作熟练度和准确性；2. 培养学生运用光学知识解决实际问题的能力；3. 培养学生团队协作、沟通表达的能力。

情感态度价值观目标：1. 激发学生对光学现象的好奇心和探索欲望；2. 培养学生严谨的科学态度，养成实验操作的规范性和安全性意识；3. 增强学生对我国光学科技成就的自豪感，树立为国家和民族科技事业贡献力量的信心。

课程性质：本课程为创新实验课程，以光学知识为基础，强调实践操作和探索研究。

学生特点：学生具备一定的物理知识基础，具有较强的求知欲和动手能力，但对光学知识了解有限。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实践操作能力和创新能力。

通过课程学习，使学生能够将所学知识应用于实际生活中，解决实际问题。

同时，关注学生情感态度的培养，激发学生的学习兴趣和责任感。

将课程目标分解为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 光的传播：介绍光的直线传播原理，以及光在均匀介质和不同介质中的传播现象。

教材章节：《物理》八年级下册第二章第三节“光的传播”2. 光的反射：讲解平面镜、凸面镜和凹面镜的反射现象，以及反射定律的应用。

教材章节：《物理》八年级下册第二章第四节“光的反射”3. 光的折射：阐述光从一种介质进入另一种介质时的折射现象，介绍折射定律。

教材章节：《物理》八年级下册第二章第五节“光的折射”4. 色散现象：解释太阳光经过三棱镜分解成七色光的现象，以及彩虹的形成原理。

教材章节：《物理》八年级下册第二章第六节“色散现象”5. 光学实验：设计光学实验，包括制作简易望远镜、显微镜，观察光的反射、折射和色散等现象。

华中科技大学应用光学课程设计

[华中科技大学]应用光学课程设计步枪瞄准镜的光学设计院系：光学与电子信息学院姓名：班级：2014年7月2日星期三目录一.选题背景及参数说明1.1选题背景及意义 (2)1.2瞄准镜主要技术指标及说明 (2)二. 外形尺寸计算2.0瞄准镜系统主要结构 (3)2.1物镜初始结构参数计算 (4)2.2目镜的选取 (8)2.3场镜设计 (8)2.4分划板 (8)2.5转像系统设计 (9)三. ZEMAX优化3.1物镜优化 (13)3.2目镜优化 (18)3.3转像系统双胶合透镜优化 (24)3.4场镜优化 (30)3.5系统结果 (33)四．零件图 (35)五．总结与心得体会 (38)参考文献 (39)步枪瞄准镜的光学系统设计一.选题背景及参数说明1.1选题背景及意义各类枪支在现代战争中起着举足轻重的作用，而枪支射击的精度与瞄准系统密切相关节省弹药，命中率更高的枪械将提高战争的战胜概率更早地结束战争。

其意义是显而易见的。

枪用瞄准镜的运用已有百余年的历史。

在两次世界大战中已显露出它的战绩，瞄准镜先在狙击枪上得到运用。

以后扩展到步枪以至于手枪上"去年美军对伊战争中，美伊双方均用狙击枪配瞄镜给予对方以相当杀伤。

瞄准镜瞄准的原理是采用分划与远处目标两点重合的对准方式，它将远处目标成像在分划面上并与分划重合，再通过目镜放大，使人眼能同时看清分划和远处目标，加上有倍率的望远系统将远处目标放大使馆即视角放大，俗称拉近，以便详细观察和精确瞄准"传统的机械瞄具瞄准的原理是采用枪上照门准星与远处目标三点重合对准方式，而照门，准星及目标三者到人眼的距离不同，要同时清晰地看见三者较困难，并且要求三者处于一条直线上，因此瞄准精度差，瞄准速度慢，尤其是对运动目标"。

[参考文献4]其基本结构如上图所示，主要分为三个部分：一个是物镜组(Objective Lens)，一个是校正镜管组(Erector Tube)，和目镜组(Onicular Lens)，还可能有其他镜组。

光学课程设计报告——华中科技大学

光学课程设计报告姓名：糜健班级：光信0802学号：U200813208目录1.设计任务及要求 (2)1.1设计任务 (2)1.2设计技术要求 (2)2.设计步骤 (2)2.1总体设计流程图 (2)2.2光学系统外形尺寸的计算 (3)2.2.1 望远镜基本结构参数的确定 (3)2.2.2普罗Ⅰ型转向棱镜外形尺寸的计算 (3)2.2.3物镜的选型及初始结构参数的计算 (5)2.2.4目镜的选型及其初始结构参数的计算 (8)2.3像差调节 (10)2.3.1物镜的调节： (10)2.3.2目镜的调节： (12)2.3.3像质评价 (15)4.附录：零件图与系统图 (16)4.1双胶合物镜正透镜零件图 (17)4.2光学系统图 (18)1.设计任务及要求1.1设计任务双筒棱镜望远镜设计（望远镜的物镜和目镜的选型和设计）1.2设计技术要求双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I型棱镜转像，系统要求为：1、望远镜的放大率Γ＝6倍；2、物镜的相对孔径D/f′＝1：4（D为入瞳直径，D＝30mm）；3、望远镜的视场角2ω＝8°；4、仪器总长度在110mm左右，视场边缘允许50%的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离>＝14mm，棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2～5mm；6、lz ′>8～10mm。

2.设计步骤2.1总体设计流程图2.2光学系统外形尺寸的计算2.2.1 望远镜基本结构参数的确定焦距：由D/f1’=1：4，f1’=4D=120mm。

又因为Γ=f1’/f2’，f2’=f1’/Γ=20mm。

出瞳大小：D’=D/Γ=5mm。

分划板口径：D分=2f1’tanω=16.7824mm。

出瞳的视场角：因为Γ=tanω’/tanω ，ω=4°，2ω’=45.522°。

2.2.2普罗Ⅰ型转向棱镜外形尺寸的计算普罗Ⅰ型转向棱镜基本结构如下：普罗Ⅰ型转向棱镜是由两块等腰直角棱镜所构成的，具有转向的功能，可以解决开普勒望远镜成倒像的问题，使其成正立的实像，在本双筒望远镜系统中，棱镜位于目镜与分划板之间，对一块等腰直角棱镜进行棱镜的展开如下：DL如图，D为棱镜的通光口径，L为棱镜的展开长度，由几何关系可知：L=2D。

光学设计课程设计报告

光学设计课程设计报告一、教学目标本课程旨在让学生掌握光学设计的基本原理和方法，培养学生的动手能力和创新精神。

具体目标如下：1.知识目标：学生能熟练掌握光学设计的基本概念、原理和公式，了解光学设计的应用领域和发展趋势。

2.技能目标：学生能运用光学设计软件进行简单的光学系统设计，具备实际操作能力。

3.情感态度价值观目标：培养学生对光学设计的兴趣，提高学生的科学素养，使学生认识到光学设计在现代科技中的重要性。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括光学设计的基本原理、光学系统的设计方法、光学设计软件的使用等。

具体安排如下：1.光学设计的基本原理：包括光的传播、反射、折射等基本现象，以及光学元件的性质和功能。

2.光学系统的设计方法：包括几何光学设计、物理光学设计等方法，以及光学系统性能的评价指标。

3.光学设计软件的使用：学习Zemax、LightTools等光学设计软件的操作方法，进行实际的光学系统设计。

三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：讲解光学设计的基本原理和公式，使学生掌握基础知识。

2.讨论法：引导学生就光学系统设计方法进行讨论，提高学生的思考能力。

3.案例分析法：分析具体的光学设计案例，使学生了解光学设计在实际应用中的重要性。

4.实验法：利用光学实验设备，让学生动手进行光学系统的设计和测试，培养学生的实践能力。

四、教学资源本课程所需教学资源包括：1.教材：《光学设计基础》等教材，为学生提供理论知识的学习。

2.参考书：《光学设计手册》等参考书，为学生提供更多的学习资料。

3.多媒体资料：包括教学PPT、视频等，为学生提供直观的学习体验。

4.实验设备：包括光学显微镜、望远镜等，为学生提供实践操作的机会。

以上教学资源将共同支持本课程的教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。

五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂提问、讨论、实验操作等方式，评估学生的参与度和实际操作能力。

光学课程设计总结

光学课程设计总结一、教学目标本章光学课程的教学目标分为三个维度：知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。

1.知识目标：学生需要掌握光的传播、反射、折射、干涉、衍射等基本光学原理，了解光的组成和特性，以及光与物质的相互作用。

2.技能目标：学生能够运用光学原理解决实际问题，如测量光的强度、颜色、速度等，并能进行简单的光学设计。

3.情感态度价值观目标：培养学生对光学科学的兴趣和好奇心，提高学生对科学的敬畏之心，培养学生的创新精神和团队合作意识。

二、教学内容本章光学课程的教学内容分为五个部分：光的传播、反射和折射、光的干涉和衍射、光的组成和特性、光与物质的相互作用。

1.光的传播：介绍光的传播路径、速度和模式，以及光的传播现象。

2.反射和折射：讲解光在界面上的反射和折射规律，以及全反射现象。

3.光的干涉和衍射：阐述光的干涉现象，包括双缝干涉、单缝衍射和圆孔衍射等。

4.光的组成和特性：介绍光的颜色、强度、偏振等特性，以及光的谱线和光谱。

5.光与物质的相互作用：探讨光与物质的吸收、发射和散射等相互作用。

三、教学方法本章光学课程的教学方法采用多种教学手段，以激发学生的学习兴趣和主动性：1.讲授法：教师通过讲解光学原理和现象，引导学生理解和掌握光学知识。

2.讨论法：学生分组讨论光学问题，培养学生的思考和表达能力。

3.案例分析法：分析光学应用实例，让学生了解光学在实际中的应用价值。

4.实验法：学生动手进行光学实验，观察光学现象，提高学生的实践能力。

四、教学资源本章光学课程的教学资源包括：1.教材：选用权威的光学教材，为学生提供系统、科学的学习材料。

2.参考书：提供相关光学领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。

3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，直观展示光学现象。

4.实验设备：准备充足的光学实验设备，确保每个学生都能动手进行实验。

五、教学评估本章光学课程的教学评估采用多元化方式，全面客观地评价学生的学习成果：1.平时表现：评估学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的表现，以及小组讨论的贡献。

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。

光学课程设计报告

工程光学课程设计(论文) 设计（论文）题目光栅衍射测定光的波长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***学生学号************任课教师***设计（论文）成绩教务处制年月日填写说明1、专业名称填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明；2、格式要求：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）》。

目录摘要 (1)主要内容 (1)一课程设计目的 (1)二课程设计要求 (1)三课程设计原理 (2)1.光栅 (2)2.光栅的工作原理 (2)3.光栅的应用 (3)4.分光计 (4) (5)四课程设计实验过程 (6)1.调整分光计 (6)2.测量光栅常数 (7)3.测量其他光的波长 (9)五课程设计实验现象及数据处理 (10)1.光栅常数测定实验数据 (10)2.其他颜色光波长测定数据 (10)六课程设计实验现象及分析 (11)1.部分实验现象 (11)2.现象分析 (12)七总结 (13)参考文献 (13)摘要光栅也称衍射光栅。

华中科技大学光学课程设计报告概述

光学课程设计报告姓名：罗风光学号：U201013534班级：光电1005一、课程设计要求 (3)二、设计步骤 (3)1. 外形尺寸计算 (3)2. 选型 (5)3. 物镜设计 (5)（1）初始结构计算 (5)i. 求h、hz、J (5)ii. 平板的像差 (5)iii. 物镜像差要求 (6)⏹求P、W (6)⏹归一化处理 (6)⏹选玻璃 (7)⏹求Q (7)⏹求归一化条件下透镜各面的曲率及曲率半径 (7)⏹玻璃厚度 (8)（2）像差容限计算 (8)（3）像差校正 (9)（4）物镜像差曲线 (11)4. 目镜设计 (12)（1）初始结构计算 (12)i. 确定接眼镜结构 (12)ii. 确定场镜结构 (14)（2）像差容限计算 (15)（3）像差校正 (16)三、光瞳衔接 (19)四、像差评价 (20)五、总体评价 (20)六、零件图、系统图 (20)七、设计体会 (23)八、参考资料 (24)一、课程设计要求设计要求：双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I 型棱镜转像。

1、望远镜的放大率Γ＝6倍；2、物镜的相对孔径D/f ′＝1：4（D 为入瞳直径，D ＝30mm ）；3、望远镜的视场角2ω＝8°；4、仪器总长度在110mm 左右，视场边缘允许50%的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离>＝14mm ，棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2～5mm 。

6、l z ′>8～10mm二、设计步骤1. 外形尺寸计算物镜焦距'14120f D mm =⨯= 出瞳直径'5D D mm ==Γ 目镜焦距''12120206f f mm ===Γ 分划板直径'21216.7824D f tg mm =ω= 分划板半径28.39122D =由设计要求：视场边缘允许50%的渐晕，可利用分划板拦去透镜下部25%的光，利用平板拦去透镜上部的25%的光，这样仅有透镜中间的50%的光能通过望远系统。

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。

工程光学课程设计武汉

工程光学课程设计武汉一、教学目标本课程旨在让学生掌握工程光学的基本概念、理论和方法，培养学生运用光学知识解决实际问题的能力。

通过本课程的学习，学生应达到以下目标：1.知识目标：（1）了解光学的基本原理和概念；（2）掌握光学元件的基本性质和用途；（3）熟悉光的传播、反射、折射和衍射等现象；（4）理解光学成像、光学检测和光学信息处理等技术。

2.技能目标：（1）能够运用光学知识分析和解光学问题；（2）具备运用光学仪器和设备进行实验操作的能力；（3）学会阅读和理解光学相关的文献资料；（4）具备光学设计和管理的能力。

3.情感态度价值观目标：（1）培养对光学科学的兴趣和热情；（2）树立科学精神和创新意识；（3）增强团队合作和沟通能力；（4）认识光学技术在现代社会中的重要性。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括光学基本原理、光学元件、光学成像、光学检测和光学信息处理等五个方面。

具体安排如下：1.光学基本原理：光的传播、反射、折射和衍射等现象；2.光学元件：镜头、镜子、光栅等元件的性质和用途；3.光学成像：透镜成像、反射镜成像等成像规律；4.光学检测：光的强度、功率、偏振等检测技术；5.光学信息处理：光学信息编码、传输和处理技术。

三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

具体应用如下：1.讲授法：用于传授光学基本原理和概念；2.讨论法：引导学生探讨光学问题，培养思考和分析能力；3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解光学技术在工程中的应用；4.实验法：培养学生的动手能力和实验技能，加深对光学知识的理解。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用国内外优秀光学教材，如《工程光学》等；2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系；3.多媒体资料：制作课件、动画等多媒体资料，提高教学效果；4.实验设备：配置光学实验设备，如显微镜、光谱仪等，让学生动手实践。

华科光学课课程设计

华科光学课课程设计一、教学目标本章节的教学目标是让学生掌握光学的基本概念、原理和实验方法，能够运用光学知识解释一些日常现象，并培养学生的实验操作能力和科学思维。

具体分为以下三个方面：1.知识目标：•掌握光的基本性质，如反射、折射、干涉、衍射等；•了解光的传播和光源的概念；•熟悉光学仪器的基本原理和应用。

2.技能目标：•能够运用光学知识解释日常生活中的光学现象；•能够操作光学仪器进行实验，并正确分析实验结果；•培养学生的科学思维和创新能力。

3.情感态度价值观目标：•培养学生对科学的兴趣和好奇心，激发学生探索未知的精神；•培养学生团队合作和交流表达的能力；•培养学生对科学伦理和科学精神的尊重。

二、教学内容本章节的教学内容主要包括光学的基本概念、原理和实验方法。

具体安排如下：1.光学基本概念：光的传播、光源、光的传播方式等；2.光学原理：反射、折射、干涉、衍射等；3.光学仪器：望远镜、显微镜、光谱仪等；4.光学实验：光的传播实验、反射和折射实验、干涉和衍射实验等。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本章节将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等。

具体安排如下：1.讲授法：用于讲解光学基本概念和原理；2.讨论法：用于引导学生探讨光学实验现象和解决问题；3.案例分析法：通过分析具体的光学仪器和实验案例，加深学生对光学知识的理解；4.实验法：进行光学实验，让学生亲自操作光学仪器，培养实验操作能力和科学思维。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用《光学》教材，作为学生学习的基础资料；2.参考书：提供一些光学方面的参考书籍，供学生拓展阅读；3.多媒体资料：制作光学知识讲解和实验操作的多媒体课件，帮助学生更好地理解和掌握知识；4.实验设备：准备光学实验所需的仪器和设备，如望远镜、显微镜、光谱仪等，让学生亲自动手进行实验。

工程光学课程设计报告书

摘要这次设计是进行简单的开普勒望远镜系统的光学设计，所谓光学系统设计就是设计出系统的性能参数、外形尺寸、和各光组的结构等，完成一个光学设计可分为两步走，第一步，外形尺寸设计，第二步，像差设计，及像差的校正，第一步非常重要，只有各透镜的尺寸合理组合，系统的像差才会小，也才有可调的必要，由于光学系统大多是有多个透镜构成的，这时追迹光线可以求得光学系统各种类型的像差，但是这是由于透镜数目很多，计算量大，容易出错。

为了降低错误率，本次设计采用Matlab 来计算光线追迹的过程，程序分别编写了近轴光线和轴外光线的追迹。

并编写了像差校正的程序，在一定程度上有效的降低了色差、正弦差和球差。

另外本次设计还学习了Z emax 光学设计软件，在设计中我把Matlab 计算得到的系统尺寸用Z emax 来模拟了，不仅学习了Z emax 也对Matlab 进行了验证。

关键词：开普勒望远镜像差 Matlab Z emax 光学设计一、课程设计题目分析本次课程设计为简单开普勒望远镜系统的光学设计，简单的望远镜有物镜和目镜组成，具有正的目镜的望远镜称为开普勒望远镜。

开普勒望远镜的像方焦点与目镜的物方焦点重合，光学间隔∆=0，因此平行光入射的光线经望远镜系统后仍以平行光射出，这种望远镜一般物镜框就是孔径光阑，也是入瞳，出射光瞳位于目镜像方焦点之外很靠近焦点的地方，使用时，眼睛与出瞳重合。

二、课程设计要求做一个简单开普勒望远镜的光学系统外形尺寸设计，并单独对其物镜进行初始结构选型及像差校正设计，具体要求如下： 1、视放大率：12⨯Γ=- 2、分辨率：''6ψ≤ 3、视场角：2ω=4 4、筒长：L=130mm三、使用Matlab 对系统外形尺寸计算和像差分析3-1、根据要求计算物镜和目镜的焦距（单位：mm ）根据开普勒望远镜的组成原理可得出以下方程：''12''12130/12L f f f f ⎧=+=⎪⎨Γ=-=-⎪⎩ '1'212010f mmf mm⎧=⎪⎨=⎪⎩ 所以：物镜的焦距为'1120f mm =，目镜的焦距为'210f mm = 3-2、计算物镜的通光孔径，并根据表3加以确定解之得物镜框即为孔径光阑和入射光瞳，其大小与系统的分辨率本领有关，人眼的极限分辨角是''60，为了使望远镜系统所能分辨的细节也能被人眼分开，及达到用望远镜观察望远系统的目的，那么，望远镜的市场角放大率与它的分辨角ψ之间满足：''=60ψΓ （1）其中ψ=''140()D ，式中D 为为望远镜的入瞳（单位：mm ）于是可得：=60/(140/D)D/2.3Γ≈ （2）称为望远镜的正常放大率，望远镜的Γ不应低于此时所决定的值，考虑到眼睛的分辨率，望远镜的放大率与物镜通光口径之间可以取以下关系：(0.5~1)D Γ=∴(1~2)D =Γ=12~24，综上所述，故可取D=18。

光学课程设计报告范文

光学课程设计报告范文一、教学目标本章节的教学目标分为三个维度：知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。

1.知识目标：通过本章节的学习，学生需要掌握光学的基本概念、原理和定律，包括光的传播、反射、折射、干涉、衍射等现象。

2.技能目标：学生能够运用光学知识解决实际问题，如进行光学实验、分析光学图像、计算光学参数等。

3.情感态度价值观目标：培养学生对科学的热爱和好奇心，提高学生对光学实验和科学研究的兴趣，培养学生的团队合作和批判性思维能力。

二、教学内容本章节的教学内容主要包括光学的基本概念、原理和定律。

具体包括以下几个方面：1.光的传播：介绍光的传播方式、速度和介质对光传播的影响。

2.光的反射：讲解光的反射定律、反射图像的形成和反射现象的应用。

3.光的折射：讲解光的折射定律、折射现象的观察和折射率的概念。

4.光的干涉：介绍干涉现象的产生原因、干涉条纹的形成和干涉实验的原理。

5.光的衍射：讲解衍射现象的产生条件、衍射光强的分布和衍射实验的原理。

三、教学方法为了提高教学效果，本章节将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。

具体包括：1.讲授法：通过教师的讲解，系统地介绍光学的基本概念、原理和定律。

2.讨论法：学生进行小组讨论，引导学生主动思考和探索光学问题。

3.案例分析法：通过分析典型的光学实验案例，帮助学生理解和应用光学知识。

4.实验法：安排光学实验课程，让学生亲身体验光学现象，提高学生的实验操作能力和观察能力。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威的光学教材，为学生提供系统、全面的学习材料。

2.参考书：推荐学生阅读相关的光学参考书籍，丰富学生的知识储备。

3.多媒体资料：制作光学教学PPT、视频等多媒体资料，生动形象地展示光学现象。

4.实验设备：准备光学实验所需的仪器和设备，确保学生能够顺利进行实验操作。

五、教学评估本章节的教学评估将采用多种方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。

华科光学实验报告(3篇)

第1篇一、实验模块光学实验二、实验标题华科光学实验三、实验目的1. 了解光学原理，掌握光学仪器的使用方法。

2. 学习光学实验的基本步骤和注意事项。

3. 通过实验验证光学原理，提高实验操作能力。

四、实验原理光学实验主要研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等光学现象。

本实验主要涉及以下光学原理：1. 光的反射：光线从一种介质射向另一种介质时，在两种介质的交界面上发生反射现象。

2. 光的折射：光线从一种介质射向另一种介质时，在两种介质的交界面上发生折射现象。

3. 光的干涉：两束或多束相干光波相遇时，它们在空间中相互叠加，产生干涉现象。

4. 光的衍射：光线通过一个狭缝或障碍物时，在障碍物后方的空间发生衍射现象。

五、实验步骤1. 光的反射实验：使用平面镜、光源、屏幕等仪器，观察光线在平面镜上的反射现象，测量反射角，验证反射定律。

2. 光的折射实验：使用凸透镜、凹透镜、光源、屏幕等仪器，观察光线通过凸透镜、凹透镜时的折射现象，测量折射角，验证折射定律。

3. 光的干涉实验：使用双缝干涉装置、光源、屏幕等仪器，观察双缝干涉现象，测量干涉条纹间距，验证干涉原理。

4. 光的衍射实验：使用衍射光栅、光源、屏幕等仪器，观察光通过衍射光栅时的衍射现象，测量衍射条纹间距，验证衍射原理。

六、实验环境1. 实验室地点：华科大学光学实验室2. 实验器材：平面镜、凸透镜、凹透镜、双缝干涉装置、衍射光栅、光源、屏幕、测量工具等3. 实验环境要求：光线充足、温度适宜、实验台整洁七、实验过程1. 光的反射实验：调整光源，使其光线垂直射向平面镜，观察反射现象，记录反射角，验证反射定律。

2. 光的折射实验：调整光源，使其光线垂直射向凸透镜、凹透镜，观察折射现象，记录折射角，验证折射定律。

3. 光的干涉实验：调整双缝干涉装置，使其产生干涉条纹，观察干涉现象，记录干涉条纹间距，验证干涉原理。

4. 光的衍射实验：调整衍射光栅，使其产生衍射条纹，观察衍射现象，记录衍射条纹间距，验证衍射原理。

光学设计报告——显微镜【精选】

光学课程设计报告姓名：***学号：********学院：仪器科学光电信息工程学院班级：光信2班指导老师：***设计任务要求设计题目：显微镜设计要求：目镜: 放大率19倍物镜：放大率6倍共轭距150mm中间像直径大于6mm课程要求熟悉ZEMAX的基本操作完成《ZEMAX练习内容.docx》内容按照给定参数，设计显微目镜、物镜，并组合。

完成课程设计报告物镜一、物镜系统选择按照参数，从《光学仪器设计手册-显微物镜.doc》中选取编号4-03号物镜。

该结构有如下特征：1、放大率为-5，接近目标值-6。

2、采用对称结构，可以有效降低加工难度和成本。

物镜镜头如图：将该物镜的镜头数据输入到新建LDE表格中。

根据条件，系统物面空间NA设为0.26，便于目镜的选择制作。

视场数据选用如图所示：先把各个面曲率半径设为可变，确定默认优化函数PMAG为6倍后开始优化。

物镜镜头共轭距改为150mm，要进行镜头缩放。

1、优化结果分析镜头结构：物镜数据优化表格：该物镜镜头同时替换了玻璃，进行了锤形优化使镜头SPT图显示更好。

SPT图：通过数据可以看出，优化结果还可以。

我们还可以从多个图分析该镜头的优化程度，接下来呈现多个优化结果。

MTF图：系统信息图：通过该系统信息图可知Image Space NA 是0.04483145，这就是所需匹配目镜的物间空间NA，目镜一、目镜系统选择1、目镜要求：放大率 19物空间NA 0.04483145目镜焦距 13.158mm根据目镜目标参数，选择镜头型号规格如图所示：输入到ZEMAX表格中。

2、优化过程注意PARAXIAL的最后要设为23mm，眼睛镜头到像面（视网膜面）的最适距离。

各曲率半径设为变量，玻璃镜头设为替换(进行自动优化和锤形优化）。

默认目标函数改为EFFL（13.158）。

优化过程中镜头要反转，反复的调节back foal length，使它接近目镜的EFFL.二、目镜优化分析优化后的目镜结构：SPT图：MTF图：组合一、组合状态合并后数据如下：光路结构图如下：调节物像高度使中间像高直径大于6mm二、像质评价组合镜头SPT图：对SPT图数据分析：73*近轴放大率（12.7）/{（30.68/2）^2+[(21.468+19.932+19.239)/3]^2}大约等于37。

华中科技大学《应用光学》课程——第三章理想光学系统全解

f h tgU
f
h tgU
说明： 1）对于理想光学系统，不管其结构（r,d,n）如何，只要知道其焦距值和焦点或主点的位置，其光学性质就确定了。
f n n =n′ 2） f n
f f
h ltgU l tgU
x f tgU x f tgU
x x f f
（牛顿公式）
放大率公式为：
y f x y x f
2. 高斯公式物和象的位置以主点 H、H′为原点来确定，以l、l′表示。
-f f’
l HA, l H A
由图，有：
x l f , x l f
代入牛顿公式，得：
A点的像有几种方法？
H
H’ F’
例：正光组（ f′> 0 ）
物在焦面上，成像无限远实物成实像
实物点成实像点
B F A H H’ F’
实物成虚像
虚物成实像
例：负光组（ f′<0 ）
实物成虚像
说明：
虚物成虚像
用图解法求像较为简明和直观，但精度是不高的。
上一次课
1、共线成像理论 2、焦点、焦平面 3、主点、主平面 1 4、焦距 5、节点 f n 6、两焦距关系 f n 7、画图法，物方主焦点在一起，像方主焦点在一起 y f x 8、牛顿公式 x x f f y x f f f 9、高斯1）F、F′不是一对共轭点，物方焦平面和像方焦平面也不为共轭面。 2）由物方无限远处射来的任何方向的平行光束，汇聚于像方焦平面上一点。
2. 主点、主平面
定义：物象方β=+1 的共轭平面为物象方主平面。主平面与光轴的交点为主点H、H′。说明：

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。