光学设计CAD实验报告
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cad课程设计
光学cad课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解光学CAD软件的基本原理和使用方法，掌握光学元件的设计与绘制。
2. 使学生掌握光学系统中光路分析、像差校正的基本方法，并能运用CAD软件进行模拟与优化。
3. 帮助学生了解光学元件加工工艺，培养学生综合考虑实际因素进行光学设计的能力。
技能目标：1. 培养学生熟练操作光学CAD软件，进行光学元件设计和绘制的能力。
2. 培养学生运用光学CAD软件进行光路分析、像差校正的能力，提高光学系统设计水平。
3. 培养学生结合加工工艺，优化光学设计方案的能力。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对光学设计的兴趣，培养学生主动探索、积极创新的精神。
2. 培养学生团队协作意识，提高学生在团队中的沟通与协作能力。
3. 增强学生环保意识，引导学生关注光学产业对环境的影响，培养绿色设计理念。
本课程针对高年级学生，结合光学CAD软件的实际应用，注重理论与实践相结合，培养学生的光学设计能力和实际操作技能。
课程目标具体、可衡量，旨在使学生能够在掌握光学基本知识的基础上，运用现代光学CAD技术进行光学系统设计和优化，为未来从事光学相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 光学CAD软件介绍：使学生了解光学CAD软件的功能、特点及其在光学设计中的应用。
教材章节：《光学设计》第二章第二节2. 光学元件设计与绘制：讲解透镜、反射镜等光学元件的设计原理，教授光学CAD软件的操作方法。
教材章节：《光学设计》第三章3. 光路分析与像差校正：介绍光路分析方法，教授利用光学CAD软件进行像差校正的技巧。
教材章节：《光学设计》第四章4. 光学系统优化：讲解光学系统优化原则，指导学生运用CAD软件进行光学系统优化设计。
教材章节：《光学设计》第五章5. 光学元件加工工艺：介绍光学元件加工工艺，使学生了解实际加工过程中可能存在的问题及解决方法。
教材章节：《光学设计》第六章6. 综合案例分析：分析典型光学设计案例，巩固所学知识，提高学生实际操作能力。
光学设计cad课程设计
光学设计cad课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握CAD软件在光学设计中基本操作与使用方法，包括图形绘制、修改及参数化设计。
2. 使学生理解光学基本原理，如光的传播、反射、折射等，并能运用这些原理进行光学元件的设计。
3. 让学生了解光学系统中常见元件的构造、性能及其在光学设计中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用CAD软件进行光学元件的绘制与模拟的能力。
2. 培养学生分析光学问题，运用光学原理解决实际问题的能力。
3. 培养学生通过团队协作，共同完成光学设计项目的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对光学设计的兴趣，激发他们探索光学领域的精神。
2. 培养学生严谨的科学态度，注重实验数据和实验过程的准确性。
3. 培养学生具备良好的团队协作精神和沟通能力，学会分享与交流。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，要求学生将所学的光学知识与CAD 技能相结合，完成实际的光学设计项目。
学生特点：学生具备一定的光学基础知识，熟悉计算机操作，但对CAD软件在光学设计中的应用尚不熟练。
教学要求：教师需引导学生将理论知识与实际操作相结合，注重培养学生的动手能力和解决问题的能力。
通过小组合作，培养学生团队协作和沟通表达能力。
在教学过程中，关注学生的个性化需求，激发学生的学习兴趣，提高他们的自主学习和创新能力。
二、教学内容1. 光学基础知识回顾：光的传播、反射、折射定律，光学元件的基本概念。
2. CAD软件介绍：软件安装、界面认识、基本操作与工具使用。
3. 光学元件设计与绘制：平面镜、凸透镜、凹透镜等基本元件的绘制方法。
- 平面镜设计：使用CAD软件绘制平面镜，了解其在光学系统中的作用。
- 凸透镜设计：学习凸透镜的绘制方法，掌握其光学性质及焦距计算。
- 凹透镜设计：学习凹透镜的绘制方法，掌握其光学性质及焦距计算。
4. 光学系统设计实例：利用所学知识，设计并绘制简单光学系统，如显微镜、望远镜等。
5. 光学设计项目实践：分组进行光学设计项目，从需求分析、方案设计到CAD绘制，完成一个完整的光学设计过程。
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。
CAD 实验讲义 南开大学光学实验
实验一、光学CAD实验1、利用光学软件作CAD的初步训练一、 实验目的通过对OSLO软件的了解和使用，了解OSLO软件的基本功能并初步掌握模拟、分析和设计光学系统的基本方法，为较专门、高级的光学CAD实验打下基础。
二、 实验内容1、熟悉OSLO光学软件。
2、建立光学系统的数据。
3、计算光学系统的像差，分析光学系统的性能[3-5]。
4、研究单透镜的光学和结构参数与像差的关系[3-5]。
5、对简单透镜做优化设计。
三、 实验方法与步骤1 光学系统数据的输入图11 帮助 9 成像分析 17 点扩散函数分析2 表面数据表格 10 用缺省光线画平面透镜3 总的操作条件表格 11 画立体透镜4 高斯束表格 12 光线像差分析5 表面容差数据表格 13 波前像差分析6 表面数据 14 MTF分析7 傍轴常数 15 MTF通过焦点分析8 光线轨迹分析 16 点列图首先运行《OSLO LT》进入它的主窗口，打开“File”，选“New”，则出现一个子窗口，如图2所示。
选“Custom lens”，并填写表面数，然后“√”，便出现“重建透镜数据表格”。
当发现表面数目不够或多余时，可用鼠标点按表面序号，以便编辑插入新表面或删除多余表面。
字母串“OBJ”，“AST”，“IMS”分别表示物、光阑和像表面。
利用此方法可在物面和像面之间建立你要研究的光学系统所需要的表面数目。
但应注意，该软件所容许的系统最多不能超过10个表面。
比如，要研究一个单透镜，它具有两个表面，所以在物像表面之间至少应包含两个表面。
图2建起光学系统数据表格（如图3反示出物面和镜面）之后，即可按你所准备好的数据按位置填好。
其中包括曲率半径（Radius）、厚度（Thickness）、界面之间的介质参数（Glass）、入射光束半孔径、视场和工作波长（以μ为单位）。
对于某些特殊表面（比如非球面、衍射光栅面、全息图表面等）还应在special一列填写相应的参量数据。
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。
实验F 光学CAD
实验F 光学CAD实验实验目的：通过对OSLO软件的了解和使用，了解OSLO软件的基本功能并初步掌握模拟、分析和设计光学系统的基本方法，为较专门、高级的光学CAD实验打下基础。
实验内容：1.熟悉OSLO光学软件。
2.建立光学系统的数据。
3.计算光学系统的像差，分析光学系统的性能。
4.研究单透镜的光学和结构参数与像差的关系。
5.对简单透镜做优化设计。
实验方法与步骤：1.光学系统数据的输入首先运行《OSLO LT》进入它的主窗口，打开“File”，选“New”，则出现一个子窗口，如下图所示。
选“Custom lens”，并填写表面数，然后“√”，便出现“重建透镜数据表格”。
当发现表面数目不够或多余时，可用鼠标点按表面序号，以便编辑插入新表面或删除多余表面。
字母串“OBJ”，“AST”，“IMS”分别表示物、光阑和像表面。
利用此方法可在物面和像面之间建立你要研究的光学系统所需要的表面数目。
但应注意，该软件所容许的系统最多不能超过10个表面。
建起光学系统数据表格（如下图反示出物面和镜面）之后，即可按你所准备好的数据按位置填好。
其中包括曲率半径（Radius）、厚度（Thickness）、界面之间的介质参数（Glass）、入射光束半孔径、视场和工作波长（以μ为单位）。
对于某些特殊表面（比如非球面、衍射光栅面、全息图表面等）还应在special一列填写相应的参量数据。
需要说明的是，物面到系统第一面的距离（即物面一行中的厚度）为物距l的绝对值，即d0=l，当其为无穷时（用数值1.0000 e+20表示），入射光束孔径用“Entrance beam radius”表示，以mm为单位，而视场用半Field angle表示，以度为单位。
当d0≠∞时，则入射光束孔径习惯用物空间数值孔径表示，而视场用物高（单位mm）表示。
玻璃的填写可通过选项，比如从玻璃库中选玻璃牌号，或者用模拟光学玻璃数值（n，ν）。
对于反射面，直接选reflect。
光学设计CAD实验报告
光学设计CAD实验报告实验⼀ZEMAX界⾯的初步认识实验⽬的：引领初学者认识ZEMAX的界⾯以及各个菜单、模块的功能，使其可以建⽴简单的光学系统模型并进⾏简单的分析，为其以后的实验打下基础。
实验内容：1、ZEMAX的功⽤：ZEMAX软件可以模拟并建⽴如反射、折射、衍射、分光、镀膜等光学系统模型，可以分析光学系统的成像质量，如各种⼏何像差、点列图、光学传递函数（MTF）、⼲涉和镀膜分析等。
此外，ZEMAX还提供优化功能来帮助设计者改善其设计，⽽公差容限分析功能可帮助设计者分析其设计在装配时所造成的光学特性误差。
2、ZEMAX提供的窗⼝类型：主窗⼝：上⽅有标题框、菜单框、⼯具框。
编辑窗⼝：有六个不同的编辑选项，即镜头编辑、评价函数编辑、多重结构编辑、公差数据编辑以及附加数据编辑和⾮序列组件编辑。
图形窗⼝：⽤来显⽰图形数据，如系统图、光学扇形图、光学传递函数（MTF）曲线等。
⽂本窗⼝：⽤于显⽰⽂本数据，如指定数据、像差系数、计算数值等。
对话框：是⼀个弹出窗⼝，⼤⼩⽆法改变。
⽤于改变选项和数据，如视场⾓、波长、孔径光阑以及⾯型等。
实验⼆单透镜的设计实验⽬的：通过单透镜模型的建⽴，使其掌握光学系统模型建⽴的⽅法，并进⾏简单的分析。
实验内容：1、设计要求：设计⼀个F/4的镜⽚，焦距为100mm，⼯作波段为可见光，光学材料⽤BK7玻璃。
2、波长的输⼊⽅法：选择“系统（System）”菜单下的“波长（Wavelengths）”，或者直接在快捷菜单中选择“Wav”。
屏幕中间会弹出⼀个“波长数据（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你选择。
选择“Select”，系统默认F、d、C三个谱线的波长，单位为微⽶。
此时主波长“Primary”默认为第⼆条谱线。
3、孔径的输⼊⽅法：选择“系统”中的“通常（General）”菜单项，或者直接单击快捷键“Gen”，在出现的“通常数据（General Data）”对话框中，单击“孔径值（Aper Value）”⼀格，输⼊⼀个值：25。
电子光学系统计算机辅助设计(CAD)总结报告
电子光学系统计算机辅助设计(CAD)总结报告班级XXX学号XXX姓名XXX指导老师XXX摘要本课程设计以C语言为编程工具，综合运用《光电成像原理与技术》课程中有关的原理与知识，比如电场三大定理、超张弛连续迭代算法、拉格朗日插值算法等，使用计算机辅助设计将光电成像器件——像增强器中电子光学系统中各点的电位分布等计算、模拟出来。
所编写的程序可以在给定像管参数和电极电位的情况下，计算圆柱形像管内任意一点的电位大小，并绘制出像管内的等势线；拉格朗日插值得到对称轴上任一点的电位值。
关键词：电子光学系统；连续超张弛迭代；拉格朗日插值；电位叠加定理AbstractThis course is designed with C language programming tools，integrated use the principles and knowledge of "optical imaging theory and technology" course. Such as electric three theorems, super relaxation continuous iterative algorithm, and Lagrange interpolation algorithm. Using computer-aided design, we calculate and simulate the potential distribution of optoelectronic imaging device, image intensifier, in electron optical system at various points. In case the image tube parameters and electrode potential are known, the program written can get the potential of every point in the image tube, and plot equipotential lines inside the image tube. It can also get the potential of every point on the axis of symmetry by Lagrange interpolation.Key words: electron optical system; SOR; Lagrange interpolation; electric potential superposition theory目录一、前言 (1)二、理论基础 (1)2.1 有限差分法、SOR法以及等位点扫描 (1)2.2 扫描等位线 (3)三、程序设计思想 (3)四、程序主要变量与数组名 (4)五、程序流程框图 (5)六、使用说明 (6)七、误差分析 (7)7.1减少截断误差的方法： (7)7.2 减小残差的方法 (7)八、数据处理 (7)九、结果讨论 (10)十、致谢 (10)十一、参考文献 (11)附录一程序代码 (12)附录二输入数据 (37)附录三输出数据 (38)一、前言通常，电子光学系统的计算机辅助设计方法可以用来解决以下问题：1．计算系统的电场和磁场分布，包括旋转对称聚焦场、偏转场等；2．计算电子在电磁场中运动的轨迹；3．计算成像器件电子光学系统的成像参量（成像系统的像面位置、放大率 等）和偏转系统的偏转灵敏度等；4．计算系统的像差，包括各级几何像差（球差、彗差、场曲、像散、畸变 等）和色差，阴极透镜的近轴像差，偏转系统的偏转像差等；5．计算电子光学系统的像质评定指标——电子光学鉴别力和传递函数等。
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。
光学设计及CAD实验手册
光学设计及实验手册入门指南向阳牟达编写实验一用户界面简要说明及操作要点一、实验目的：了解光学设计软件的特点、的用户界面和的相关功能和操作要点。
二、光学设计软件的特点是由美国焦点软件公司（）开发出来的一套光学设计软件。
软件可模拟并建立如反射、折射、衍射、分光、镀膜等光学系统模型，可以分析光学系统的成像质量，如各种几何像差、点列图、光学传递函数（）、干涉和镀膜分析等。
此外，还提供优化的功能来帮助设计者改善其设计，而公差容限分析功能可帮助设计者分析其设计在装配时所造成的光学特性误差。
它有三个不同的版本，即(标准版)、（扩展版）及（工程版）。
不只是透镜设计软件而已，更是全功能的光学设计分析软件，具有直观、功能强大、灵活、快速、容易使用等优点，与其他软件不同的是的转档程序都是双向的，如、、等格式都可转入及转出。
而且可仿真和的成像系统和非成像系统。
可应用的领域及范围：常规相机镜头、数码相机镜头，观景窗…等镜头设计；、读写头；投影监视器；照明系统；干涉仪；；。
的界面简单易用，只需稍加练习，就能够实现互动设计。
中有很多功能能够通过选择对话框和下拉菜单来实现；同时，也提供快捷键以便快速使用菜单命令。
三、用户界面简要说明本节讲述的是用户界面中的约定，并介绍一些常用窗口操作的快捷方式。
操作与其他应用程序类似，的用户界面亦有一些独特的特点。
、窗口类型图主窗口界面软件中有许多不同类型的窗口，每种窗口完成不同的任务。
软件的窗口类型有：主窗口：如图所示，这个窗口有一大部分空白区域，其上方有标题框、菜单框、工具框。
菜单框中的命令通常与当前的光学系统相联系，成为一个整体。
2 / 41编辑窗口：其中有六个不同的编辑选项，即镜头数据编辑、评价函数编辑、多重结构编辑、公差数据编辑以及仅在中具有的附加数据编辑和非顺序组件编辑。
图形窗口：这些窗口用来显示图形数据，如系统图、光学扇形图、光学传递函数（）曲线等。
文本窗口：用于显示文本数据，如指定数据、像差系数、计算数值等。
光学cad课程设计总结
光学cad课程设计总结一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握光学CAD的基本原理和操作技能，能够运用光学CAD软件进行简单的光学设计。
知识目标包括对光学CAD的基本概念、原理和操作方法的理解和掌握；技能目标包括能够熟练操作光学CAD软件，进行基本的光学设计；情感态度价值观目标包括培养学生的创新意识，提高学生解决实际问题的能力。
二、教学内容教学内容主要包括光学CAD的基本原理、操作方法和应用实例。
具体包括：光学CAD软件的基本界面和操作、光学元件的绘制和编辑、光学系统的建模和仿真、光学CAD在实际工程中的应用等。
三、教学方法教学方法采用讲授法、实践法和讨论法相结合。
讲授法用于讲解光学CAD的基本原理和操作方法，实践法用于让学生实际操作光学CAD软件，讨论法用于让学生探讨光学CAD在实际工程中的应用。
四、教学资源教学资源包括教材、多媒体资料和实验设备。
教材选用《光学CAD教程》一书，多媒体资料包括光学CAD软件的演示视频和实例讲解，实验设备包括计算机和光学CAD软件。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分。
平时表现主要评估学生在课堂上的参与程度和表现，包括提问、讨论等；作业主要评估学生的实际操作能力，包括光学CAD软件的设计和仿真；考试主要评估学生的知识掌握程度，包括理论知识和操作技能。
评估方式应客观、公正，能够全面反映学生的学习成果。
六、教学安排本课程的教学安排如下：共安排16周，每周2课时，共计32课时。
教学地点选在学校的计算机实验室，以保证学生有足够的实践操作机会。
教学进度安排合理、紧凑，确保在有限的时间内完成教学任务。
同时，教学安排还考虑了学生的实际情况和需要，如学生的作息时间、兴趣爱好等。
七、差异化教学根据学生的不同学习风格、兴趣和能力水平，本课程设计了差异化的教学活动和评估方式。
对于学习风格偏向实践操作的学生，提供更多的实际操作机会；对于学习风格偏向理论学习的学生，加强理论知识的教学。
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。
光学设计及CAD试验手册
光学设计及CAD实验手册ZEMAX 入门指南向阳牟达编写实验一 ZEMAX用户界面简要说明及操作要点一、实验目的：了解光学设计软件ZEMAX的特点、ZEMAX的用户界面和ZEMAX的相关功能和操作要点。
二、光学设计软件ZEMAX的特点ZEMAX是由美国焦点软件公司（Focus Software Inc）开发出来的一套光学设计软件。
ZEMAX软件可模拟并建立如反射、折射、衍射、分光、镀膜等光学系统模型，可以分析光学系统的成像质量，如各种几何像差、点列图、光学传递函数（MTF）、干涉和镀膜分析等。
此外，ZEMAX还提供优化的功能来帮助设计者改善其设计，而公差容限分析功能可帮助设计者分析其设计在装配时所造成的光学特性误差。
它有三个不同的版本，即ZEMAX-SE(标准版)、ZEMAX-XE（扩展版）及ZEMAX-EE（工程版）。
ZEMAX 不只是透镜设计软件而已，更是全功能的光学设计分析软件，具有直观、功能强大、灵活、快速、容易使用等优点，与其他软件不同的是ZEMAX 的CAD 转档程序都是双向的，如IGES 、STEP 、SAT 等格式都可转入及转出。
而且ZEMAX可仿真Sequential 和Non-Sequential 的成像系统和非成像系统。
ZEMAX可应用的领域及范围：常规相机镜头、数码相机镜头，观景窗…等镜头设计；DVD 、VCD 读写头；投影监视器；照明系统；干涉仪；LED；Laser Diode。
ZEMAX的界面简单易用，只需稍加练习，就能够实现互动设计。
ZEMAX中有很多功能能够通过选择对话框和下拉菜单来实现；同时，也提供快捷键以便快速使用菜单命令。
三、ZEMAX用户界面简要说明本节讲述的是ZEMAX用户界面中的约定，并介绍一些常用窗口操作的快捷方式。
ZEMAX操作与其他Windows应用程序类似，ZEMAX的用户界面亦有一些独特的特点。
1、窗口类型图1-1主窗口界面ZEMAX软件中有许多不同类型的窗口，每种窗口完成不同的任务。
cad实习实验报告
cad实习实验报告
CAD实习实验报告
实习单位：XXX设计公司
实习时间：2021年7月1日-2021年8月31日
实习内容：
在XXX设计公司的实习期间，我主要负责CAD设计工作。
在实习的第一周，我接受了公司的培训，学习了CAD软件的基本操作和设计原理。
随后，我开始参与实际项目的设计工作，包括建筑平面图、立面图以及室内设计等。
在实习期间，我深入了解了CAD软件的各种功能和工具，包括绘图、建模、渲染等。
通过与公司的设计师和工程师的合作，我学会了如何根据客户要求设计出符合实际需求的图纸，并且不断改进和优化设计方案。
在实习的过程中，我还学习了如何与团队成员协作，如何有效地沟通和交流，以及如何在压力下保持高效率和高质量的工作。
这些经验对我今后的职业发展将大有裨益。
总结：
通过这次实习，我收获了很多。
我不仅学会了CAD软件的应用，还学到了如何在实际项目中运用所学知识。
我也意识到了团队合作的重要性，以及如何在实践中不断提升自己的能力。
我相信这次实习经历将成为我未来职业生涯的宝贵财富，我会继续努力学习和提升自己，为公司和社会做出更大的贡献。
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cad设计课程设计报告
光学cad设计课程设计报告一、教学目标本课程旨在通过光学CAD设计的学习，使学生掌握光学CAD的基本原理和操作技巧，能够运用光学CAD软件进行简单的光学设计。
1.理解光学CAD设计的基本原理。
2.熟悉光学CAD软件的基本操作。
3.能够运用光学CAD软件进行简单的光学设计。
4.能够对设计结果进行分析和优化。
情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和实践能力。
2.培养学生对光学CAD技术的兴趣和热情。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括光学CAD设计的基本原理、光学CAD软件的基本操作、光学设计的实践应用等。
具体的教学大纲如下：1.光学CAD设计的基本原理：介绍光学CAD设计的基本概念、原理和流程。
2.光学CAD软件的基本操作：讲解光学CAD软件的界面布局、操作方法和技巧。
3.光学设计的实践应用：通过案例分析，使学生掌握光学CAD软件在实际设计中的应用。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：用于讲解光学CAD设计的基本原理和操作方法。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生掌握光学CAD软件在实际设计中的应用。
3.实验法：让学生动手操作光学CAD软件，进行实际设计，提高学生的实践能力。
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，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择一本光学CAD设计方面的教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.参考书：提供一些光学CAD设计方面的参考书籍，供学生深入研究。
3.多媒体资料：制作一些光学CAD设计的教学视频和演示文稿，帮助学生更好地理解教学内容。
4.实验设备：准备光学CAD设计所需的实验设备，如计算机、光学CAD软件等，让学生能够进行实际操作。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分，以全面、客观、公正地评估学生的学习成果。
1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问和回答问题的情况，了解学生的学习态度和理解程度。
光学CAD设计(Zemax)报告
1.1 设计要求 ················································································· 1 1.2 设计成果 ·······································································er 0 30.03153 30.03153 28.73294 2.647173
Conic 0 0 0 0 0
● EDGE THICKNESS DATA:
Surf STO 2 3 IMA
● INDEX OF REFRACTION DATA:
Edge 5.462201 2.721906 142.331513 0.000000
设计一望远镜的物镜，独立校正像差，评价函数可以采取自建模式或缺省模式。
对像差参照 Lm
4 （边缘孔径球差）、 LFC （ 0.7 孔径轴向色差）、 2 2 nU m nU m
0.0025 （边缘孔径正弦彗差）进行评价。 SCm 根据外型尺寸计算，对其提出光学特性要求为： f 150mm ， D / f 1/ 5.0 ，
光学 CAD 课程设计实验报告
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# 1 2 3
Wavelength Field 0.0000 deg 0.3500 deg 0.5000 deg
0.486133 Tan Sag 5.0070 5.0070 5.0068 5.0069 5.0067 5.0069
0.587562 Tan Sag 5.0000 5.0000 4.9999 5.0000 4.9997 4.9999
Weight 1.000000 1.000000 1.000000
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实验一ZEMAX界面的初步认识
实验目的：引领初学者认识ZEMAX的界面以及各个菜单、模块的功能，使其可以建立简单的光学系统模型并进行简单的分析，为其以后的实验打下基础。
实验内容：
1、ZEMAX的功用：
ZEMAX软件可以模拟并建立如反射、折射、衍射、分光、镀膜等光学系统模型，可以分析光学系统的成像质量，如各种几何像差、点列图、光学传递函数（MTF）、干涉和镀膜分析等。
此外，ZEMAX还提供优化功能来帮助设计者改善其设计，而公差容限分析功能可帮助设计者分析其设计在装配时所造成的光学特性误差。
2、ZEMAX提供的窗口类型：
主窗口：上方有标题框、菜单框、工具框。
编辑窗口：有六个不同的编辑选项，即镜头编辑、评价函数编辑、多重结构编辑、公差数据编辑以及附加数据编辑和非序列组件编辑。
图形窗口：用来显示图形数据，如系统图、光学扇形图、光学传递函数（MTF）曲线等。
文本窗口：用于显示文本数据，如指定数据、像差系数、计算数值等。
对话框：是一个弹出窗口，大小无法改变。
用于改变选项和数据，如视场角、波长、孔径光阑以及面型等。
实验二单透镜的设计
实验目的：通过单透镜模型的建立，使其掌握光学系统模型建立的方法，并进行简单的分析。
实验内容：
1、设计要求：
设计一个F/4的镜片，焦距为100mm，工作波段为可见光，光学材料用BK7玻璃。
2、波长的输入方法：
选择“系统（System）”菜单下的“波长（Wavelengths）”，或者直接在快捷菜单中选择“Wav”。
屏幕中间会弹出一个“波长数据（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你选择。
选择“Select”，系统默认F、d、C三个谱线的波长，单位为微米。
此时主波长“Primary”默认为第二条谱线。
3、孔径的输入方法：
选择“系统”中的“通常（General）”菜单项，或者直接单击快捷键“Gen”，在出现的“通常数据（General Data）”对话框中，单击“孔径值（Aper Value）”一格，输入一个值：25。
注意孔径类型缺省时为“入瞳直径（Entrance Pupil Diameter）”，也可选择其他类型的孔径设置。
实验三双胶合望远物镜设计
实验目的：使其掌握双胶合透镜模型的建立方法，以及消色差光学系统的优化及像质评价方法。
实验内容：
1、设计要求：
入瞳直径为D=20mm，焦距为f’=100mm，视场角为2 =6°，工作波段为可见光。
2、双胶合物镜的初始结构数据：
3、优化函数的编辑：
4、设计结果的像差曲线：
实验四望远物镜加棱镜的设计
实验目的：了解转向系统的作用，掌握加棱镜转向系统的方法，掌握其像质优化及评价的方法。
实验内容：
1、初始结构的建立：
2、特性参数的输入：
在Gen中，设Aperture Type为Entrance Pupil Diameter，Aperture Value 为12.2。
在Fie中，打开三个Y-Field，分别输入0、4.5、6.5。
在Wav中，按Select键，系统默认为可见光F、d、C波长。
3、光学系统图：
实验五目镜的设计
实验目的：使其掌握目镜光学系统模型的建立方法、优化方法，以及像质评价方法。
实验内容：
1、设计要求：
入瞳直径6mm，焦距30mm，视场角2ω=44°，工作波段为可见光（F、d、C），采用对称式目镜。
2、初始结构的建立：
3、优化函数的编辑，并且写出优化的步骤；
4、写出优化后的结构数据。
实验六生物显微物镜设计
实验目的：使其掌握生物显微物镜光学系统模型的建立方法、优化方法，以及像质的评价方法。
实验内容：
1、设计要求；
工作波段为可见光（F、d、C），视场2y=0.3mm，数值孔径NA=0.65，放大β，共轭距L=195mm。
倍率⨯
=40
2、生物显微物镜初始结构的建立
3、优化函数的编辑，并且写出优化的步骤；
4、写出优化后的结构数据。
实验七双高斯照相物镜设计
实验目的：使其掌握双高斯照相物镜光学系统外形尺寸计算的方法、模型的建立方法、优化方法，以及像质的评价方法。
实验内容：
1、设计要求；
工作波段为可见光（F 、d 、C ），相对孔径5.3/1'/=f D ，接收器为CCD ''2/1（6.4mm ×4.8mm ），焦距f ’=8mm 。
2、视场角的求解：
88.44.6'222=+=y
5.08
4''tan ===f y ω ︒≈532ω
3、双高斯照相物镜初始结构的建立
4、优化函数的编辑，并且写出优化的步骤；
5、写出优化后的结构数据
实验八激光准直扩束系统
实验目的：使其掌握激光准直扩束系统的原理，以及设计方法方法。
实验内容：
1、设计要求；
激光波长nm 1064=λ，入射光束口径mm D 4=，扩束倍数⨯=Γ4。
2、外形尺寸计算
D D '=Γmm D D 1644'=⨯=⋅Γ=⇒
'1'2f f =Γ
取mm f 20'1=时，计算得mm f 80'2=
3、扩束系统初始结构的建立及优化
4、画出扩束系统设计结果光路图。