光学设计与光学工艺
苏瑛-光学零件制造工艺学
光学零件特种加工工艺：特种加工工艺是按照不同技术要求 对冷加工或热加工之后的光学零件进行特殊加工。主要有光 学零件表面镀膜工艺、刻镀工艺、照相工艺、胶合工艺。 （1）光学零件镀膜工艺：它是在抛光或磨边好的零件表面上 镀一层薄膜，如镀增加透光或反光的膜层或其他用途的膜层。 该技术现在已形成一个薄膜光学技术，应用十分广泛。 （2）刻镀、照相工艺是在光学零件表面上制作各种分划标记 的工艺技术。 （3）胶合是将透镜、平面镜或棱镜按要求用光学胶胶合起来 的工艺。通常是将凸凹透镜胶合在一起来改善系统象差；棱 镜相胶来改变光路等。
图样绘制的要求应按照国家机械制图标准和光学制图标准及图样管理制度的 有关规定执行，一般应符合下列原则：
有关尺寸数据的标注均应符合国家制图标准。工艺图纸一般都要求标注允许 的公差范围，而不标注公差代号。需检验的尺寸、数据必须给出公差。
图样中所标注尺寸或数据有三种表示方法。 公称值：不带公差的名义值。加工中此值不做验收的依据，如透镜图中等焦距和
（2）按应力双折射大小分成三类
（3）按条纹大小分成四类
（4）按气泡大小和多少分成八类六级。
特殊玻璃
光学仪器中常用的特殊玻璃有耐辐射光学玻璃、石英光学玻璃、 微晶玻璃、窗用平板玻璃、硬质玻璃等。 一、耐辐射光学玻璃：在γ射线或高剂量的X射线的作用下，具有一 定的抗辐射性能的光学玻璃。耐辐射光学玻璃牌号的命名，按“无 色光学玻璃”牌号，根据其耐辐射性能的大小来分。 二、光学石英玻璃： 三、微晶玻璃：从原来的玻璃态经过热处理改变成的一种多晶体材 料。它的强度比普通玻璃大8倍；硬度比熔融石英还高，接近淬火 钢；密度低；具有高的热稳定性。 四、吸热玻璃：吸热滤光玻璃在可见光区域内有高的透过率而在红 外区域则大量吸收，对于光源的热辐射具有吸收性能。这种玻璃长 用于照明系统，吸收量随玻璃厚度的增加而增加，常用厚度为3mm。
第18章光学零件基本加工工艺规程设计 文档
? 锯切余量；
? 整平余量； ? 表面粗磨余量；
? 表面精磨、抛光余量； ? 定心磨边余量。
? ? 1.2(M n ? M n?1)
Δc
tc
Δj1
tj1
t j2
A
A
图18-1 加工余量的确定
三、各工序余量的计算
? 1.锯切余量与公差
2.研磨、抛光余量与公差
一般可以采用的数据：零件直径小于10mm时，单面余量取0.150.20mm，零件直径大于10mm时，单面余量取0.20-0.25mm。
第二节 加工余量
? 一、基本概念 ? 为了获得所需的零件形状、尺寸 和表面质量，必须从玻璃毛坯上 磨去一定量的光学材料层，此光 学材料层通常称为加工余量。
? 加工余量的种类： ? 线性尺寸余量 ? 角度余量 ? 工序余量 ? 总加工余量
? 根据光学零件加工工序的特点，一般零 件的全部加工余量是由下列余量组合而 成的。
? 确定粗磨余量 ? 确定粗磨完工尺寸 ? 设计粗磨工装 ? 选择粗磨辅助材料 ? 编制粗磨工艺规程
? （六）确定毛坯尺寸并绘制毛坯图
? （七）编制工艺规程，填写工艺卡片
? 设计工艺规程时，要充分发挥现有的生产技 术手段，同时应适当的采用最新的工艺技术。
? 工艺规程一旦确定下来，生产人员必须严格 遵守。当然工艺规程也不是一成不变的，随 着科学技术的发展，到一定时期，工艺规程 必须修改，否则就会阻碍生产的发展。
3.磨外圆与定心磨边余量与公差
焦距小于300mm，偏心差要求不高时： 易偏心零件：
光学镜片生产工艺
光学镜片生产工艺光学镜片生产工艺是指在光学仪器制造过程中，对镜片进行加工和制造的一系列工艺和流程。
镜片是光学仪器中重要的光学元件，其质量好坏直接影响到光学仪器的成像质量。
下面将介绍光学镜片生产工艺的主要步骤和要点。
一、材料选择光学镜片的材料选择十分重要，常见的材料有光学玻璃、石英玻璃、塑料等。
不同的应用场景和要求，需要选择不同的材料。
材料的选择要考虑透光性、折射率、色散性、热稳定性等因素。
二、制备镜片坯料镜片坯料是制造光学镜片的基础，其制备过程主要包括原料熔化、坯料制备和坯料成型。
原料熔化是将选定的材料加热至熔化状态，然后冷却凝固成坯料。
坯料制备是对坯料进行切割、研磨和抛光等处理，使其达到所需的形状和表面质量。
坯料成型是利用模具将坯料压制成所需的形状。
三、精加工精加工是对镜片进行最终加工和修饰的过程，包括研磨、抛光和镀膜等环节。
研磨是利用研磨材料对镜片表面进行磨削，以去除表面的瑕疵和不均匀性。
抛光是在研磨的基础上，利用抛光剂对镜片进行进一步的加工和修饰，使其表面光滑度更高。
镀膜是将一层或多层薄膜沉积在镜片表面，以改变其光学性能，如增强透光性或减少反射。
四、质检和测试在光学镜片生产工艺的每个环节中，都需要进行严格的质检和测试。
质检是对镜片的外观、尺寸、光学性能等进行检验，以确保其质量符合要求。
测试是利用光学仪器对镜片的透光性、折射率、色散性等性能进行测试，以验证其光学性能是否满足设计要求。
五、清洁和包装清洁是镜片生产工艺中非常重要的一步，任何污染物都会影响镜片的光学性能。
清洁过程包括去除尘埃、油污和指纹等，常用的清洁方法有气体吹扫、超声波清洗和纯水冲洗等。
清洁后，镜片需要进行包装，以保护其表面不受损坏和污染。
光学镜片的生产工艺需要高精度的机器设备和熟练的操作技术。
在每个环节中，都需要严格控制各项工艺参数，以确保镜片的质量和性能。
同时，还需要不断进行工艺改进和创新，以满足不同领域对光学镜片的需求。
光学镜片生产工艺是一项综合性的工艺，涉及材料选择、坯料制备、精加工、质检和测试等多个环节。
创造性思维在光学设计中的应用
创造性思维在光学设计中的应用摘要:光学设计工作在光学工业中起着很重要的作用。
光学设计的目的就是为提高经典光学和非经典光学的发展。
介绍了创造性思维、创造方法的各自概念和相互关系,论述了光学设计中应用创造性思维的必要性,提出了在光学设计中将各种思维方法相结合以解决在设计中遇到的难题。
关键词:创造性思维光学设计直观思维逆向思维联想思维1 引言设计教育就是培养符合社会需求,满足人们需要,具有创新精神能力的高素质的复合型设计人才。
对学生的创新精神的培养是设计教育的重点,近年来,随着经典光学和非经典光学的迅速发展,光学设计在光学工业中起着重要的作用,在设计教学中利用创造性思维开发与挖掘学生的能力,是设计教学改革的一个重点课题。
本文从分析创造性思维和创造方法、形式的各自概念及相互关系着手,论述了在光学设计中进行创造性思维的方法、策略和模型。
2 创造性思维的概念、本质特征和基本形式2.1 创造性思维的概念、本质特征能创新的思维,即创新思维或创造思维,才是高水平的思维,才是真正的智慧。
钱学森说:“创造思维才是智慧的源泉;逻辑思维和形象思维都是手段。
”[1]创造性思维是突破传统思维习惯和逻辑规则,以新颖的思路来阐明问题、解答问题的思维方式。
2.2 创造性思维中的非逻辑思维创造性思维的基本形式一般可分为两类:逻辑式创造性思维和非逻辑性创造思维。
创造性思维要以逻辑思维为基础,创造性思维的核心是非逻辑思维。
逻辑式创造性思维包括逻辑推理和假说等思维形式,非逻辑性思维包括超前思维,直观思维,幻想思维,灵感思维,逆向思维,联想思维等思维形式。
超前思维是指人类思维活动中面向未来所进行的思维活动,它是人类特有的思维形式之一,“是人们根据客观事物的发展规律,在综合现实世界提供的多方面信息的基础上,对于客观事物和人们的实践活动的发展趋势、未来图景及其实现的基本过程的预测、推断和构想的一种思维过程和思维形式,它能指导人们调整当前的认识和行为,并积极地开拓未来”。
光学系统设计与工艺
光学系统设计与工艺光学系统设计与工艺是光学工程学科中的重要内容之一，它涉及到光学元件的选择、光路的布局、光学系统的设计和制造工艺等方面。
一个优秀的光学系统设计与工艺能够保证光学系统的性能和稳定性，提高光学系统的效率和可靠性。
在光学系统设计与工艺中，首先需要考虑的是光学元件的选择。
光学元件是构成光学系统的基本组成部分，它们的性能和质量直接影响整个光学系统的性能。
因此，在选择光学元件时，需要考虑元件的透过率、反射率、折射率等光学性能指标，以及元件的材料、制造工艺等因素。
同时，还需要考虑元件的尺寸、重量、成本等因素，以便在光学系统设计中做出合理的权衡。
光路的布局也是光学系统设计与工艺中的重要内容。
光路的布局决定了光学系统中各个元件的相对位置和光路的传输特性。
在进行光路布局时，需要考虑光路的长度、光路中的光学元件的排列方式、光路中可能存在的干扰源等因素。
通过合理的光路布局，可以降低光学系统的光损耗，提高光学系统的传输效率。
光学系统设计与工艺中的另一个重要内容是光学系统的设计。
光学系统的设计是指根据光学系统的需求和要求，确定光学元件的参数和光学系统的结构。
在进行光学系统设计时，需要考虑光学系统的功能和性能要求，以及光学系统的制造工艺和技术可行性。
通过光学系统的设计，可以实现光学系统的功能和性能要求，并提高光学系统的稳定性和可靠性。
光学系统设计与工艺中的最后一个重要内容是光学系统的制造工艺。
光学系统的制造工艺是指根据光学系统的设计要求，选择合适的制造工艺和工艺流程，对光学元件进行加工和制造。
在光学系统的制造工艺中，需要考虑光学元件的制造精度、表面质量、表面涂层等因素，以及光学元件的组装和调试工艺。
通过优化光学系统的制造工艺，可以提高光学系统的制造效率和质量。
光学系统设计与工艺是光学工程学科中的重要内容，它涉及到光学元件的选择、光路的布局、光学系统的设计和制造工艺等方面。
一个优秀的光学系统设计与工艺能够保证光学系统的性能和稳定性，提高光学系统的效率和可靠性。
光学加工工艺流程
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光学设计与光学工艺
光学设计与光学工艺光学设计与光学工艺光学是物理学中一个非常重要的分支，光学技术广泛应用于工业、医疗、军事、航天等领域。
光学技术的应用与发展离不开光学设计和光学工艺。
一、光学设计光学设计是指通过对光学器件结构、材料等参数的调整和优化，以达到指定的光学性能要求的技术。
光学设计的目的是在光学器件中实现特定的光学功能。
光学设计中的基本概念：1. 光线光线是指在介质中传播的光的路径。
光线可以用来描述光的传播方向、位置和强度等参数。
光线的传播符合几何光学的规律。
2. 物理光学物理光学是研究光的波动性质和光与物质相互作用的学科。
物理光学的研究内容包括波动光学、色散、透镜、衍射、干涉等。
3. 几何光学几何光学是研究光的传播路径和能量转移的学科。
几何光学的研究内容包括光线、透镜、成像和光学仪器等。
光学设计中的基本步骤：1. 分析需求在光学设计之前，需要了解实际需求。
需求可分为几何和波动两个方面。
根据需求，选择合适的光学系统和光学元件。
2. 设计参数光学设计参数包括：光学组件类型、透镜结构、材料、曲率等。
光学设计参数是光学设计的基础。
3. 模拟和布局根据光学设计参数模拟光的行为并进行光路布局。
光路布局确定光的传播路径和构建光学器件，同时也用于分析和优化光学系统的性能。
4. 优化设计设计优化是指在满足系统要求的前提下，调整光学系统设计参数以实现更好的光学性能。
设计优化方法包括改变透镜曲率、调整透镜间距、改变透镜厚度等。
5. 检验和调整光学设计完成后，需要对系统进行检验和调整以验证光学性能。
检验和调整包括透镜表面质量检查、系统调整和性能测试等。
二、光学工艺光学工艺是指通过各种手段制造光学元件、搭建光学系统的生产和加工方法。
光学工艺中常用方法包括：光学加工、光学涂层和光学测试等。
1. 光学加工光学加工是指使用各种工具对光学元件进行加工和表面处理。
光学加工方法包括：研磨、抛光、切割和打磨等。
2. 光学涂层光学涂层是指在光学元件表面上制成一层镀膜，以改变光线通过元件的透射、反射和吸收等特性。
光学设计与光学工艺
光学设计与光学工艺光学设计和光学工艺是光学领域中的两个重要概念，它们相互依存，共同构成了光学技术的核心内容。
光学设计主要关注如何利用光学原理和光学元件设计实现一定功能的光学系统，而光学工艺则关注如何通过加工、组装和测试来制造具有特定功能的光学元件和系统。
光学设计是光学工艺的基础和指导性工作。
光学设计的首要任务是根据要求的光学参数和功能，选择适当的光学元件并确定其位置和特性，从而满足设计要求。
光学设计过程中，需要考虑到光学元件的材料特性、形状、尺寸、表面质量等因素，以及光学系统的光学成像质量、色散、畸变等性能指标。
光学设计通常是基于光学设计软件进行的，通过光线追迹和光学仿真分析，可以预测和优化光学系统的性能。
在光学设计完成后，就需要进行光学工艺的制造过程。
光学工艺主要包括光学元件的加工、组装和测试。
光学元件的加工涉及到对材料进行切削、研磨和抛光等工艺，以获得满足设计要求的表面形状和质量。
光学元件的组装包括将多个光学元件按照设计要求组合在一起，形成光学系统。
组装过程中需要考虑到元件间的相对位置、角度和精度，并进行调试和校正。
光学元件的测试则是为了验证光学系统的性能，包括光学成像质量、色散和畸变等性能指标的测试。
光学设计和光学工艺的关系密切，相互促进。
一方面，光学设计的优化可以指导光学工艺的制造和测试工作。
通过在设计阶段考虑到光学元件的制造可行性和组装、测试难度，可以减少后期工作的复杂度和成本。
光学工艺的反馈信息也可以为光学设计提供有效指导，通过制造和测试的结果，可以优化设计中的参数和布局，提高光学系统的性能。
另一方面，光学工艺的进步也促进了光学设计的发展。
随着光学加工技术的不断创新，例如超精密加工和高精度测量技术的进步，使得光学设计能够实现更高的精度和复杂度，拓展了光学系统的应用领域。
总之，光学设计和光学工艺是光学技术不可分割的两个组成部分。
光学设计关注的是光学系统的设计和优化，而光学工艺关注的是光学元件的制造和测试。
现代光学设计实用方法高志山
现代光学设计实用方法高志山《现代光学设计实用方法高志山》一、现代光学设计实用方法的定义和范围提及现代光学设计实用方法，不得不提到高志山，他是当今光学设计领域的领军人物之一。
现代光学设计实用方法是指在光学系统设计和优化过程中，采用先进的计算机辅助设计软件和高性能计算机，结合先进的优化算法和光学设计理论，以实现光学系统设计目标的一系列方法和技术。
现代光学设计实用方法所涉及的范围十分广泛，包括但不限于光学系统的设计、分析、优化和制造等各个环节。
二、现代光学设计实用方法的基本原理1.折射定律光的折射是光学设计中的基本原理之一，高志山在光学设计中对折射定律进行了深入研究和应用。
折射定律简单而又重要，它规定了光线在介质之间传播时的折射规律，为光学系统的设计提供了基本的理论支撑。
2.全息光学原理全息光学是一种利用波的干涉原理来记录和再现物体波面的光学技术。
高志山在现代光学设计实用方法中，充分利用了全息光学原理，将其应用于光学系统的设计和优化中，取得了很好的效果。
三、现代光学设计实用方法的实际应用1.光学系统的设计与优化现代光学设计实用方法在光学系统的设计与优化中发挥着重要作用。
通过引入先进的计算机辅助设计软件和高性能计算机，结合高志山等专家的研究成果和经验，为实现光学系统设计目标提供了有力的工具和支持。
2.光学元件的制造和加工现代光学设计实用方法还包括了光学元件的制造和加工。
通过优化设计和先进加工工艺相结合，可以大大提高光学元件的性能和质量，为光学系统的实际应用提供了可靠的保障。
四、现代光学设计实用方法的发展趋势和展望随着科学技术的不断进步，现代光学设计实用方法也在不断地发展和完善。
未来，可以预见的是，现代光学设计实用方法将更加注重理论与实践相结合，推动光学技术的创新和发展，为人类社会的进步做出更大的贡献。
五、个人观点和总结现代光学设计实用方法是一个十分重要的领域，它对于促进光学技术的发展和应用具有重要意义。
光学产品工艺流程
光学产品工艺流程光学设计是光学产品工艺流程的第一步。
光学设计师根据不同的需求和应用场景，使用光学设计软件进行设计和模拟。
设计的内容包括光学元件的形状、尺寸、曲率半径等参数。
通过光学设计软件可以模拟和优化光学系统的性能，确保设计的合理性和优越性。
材料采购是指购买和准备光学加工所需的材料。
光学材料的选择非常重要，不同的应用场景对材料的要求也不同。
常见的光学材料包括玻璃、塑料、晶体等。
在材料采购过程中，需要了解材料的特性和供应商的可靠性，以确定合适的供应商和材料。
加工制造是光学产品工艺流程的核心环节。
在加工制造过程中，需要进行光学元件的精密加工和表面处理。
精密加工包括切割、磨削、抛光和镀膜等工艺步骤。
表面处理是为了提高光学元件的光学性能和耐用性，常见的表面处理方法包括涂膜、抛光和镀膜等。
光学检测是确保光学产品质量的重要环节。
检测过程包括光学元件的外观检查、尺寸检测和光学性能测试等。
外观检查主要是检查光学元件表面有无划痕、裂纹、气泡等缺陷。
尺寸检测是检测光学元件的尺寸精确度和几何形状是否合格。
光学性能测试是检测光学元件的透过率、反射率、散射率等光学特性是否符合要求。
组装调试是将加工好的光学元件进行组装和调试，制成最终的光学产品的过程。
组装过程包括元件的安装、定位、粘接等操作。
调试过程是为了确保光学系统的性能和调整光学元件的位置和参数，以满足设定的光学要求。
调试过程中需要使用各种仪器设备，如光学显微镜、干涉仪、光纤光谱仪等。
总之，光学产品工艺流程是一个复杂而细致的过程，需要光学设计师、材料供应商、加工制造商、质量检测人员和组装调试人员等多个环节的紧密配合。
只有在每个环节都严格把控和确保质量的基础上，才能生产出高质量的光学产品。
光学制造技术
光学制造技术是一个综合性极强的领域，它包括了光学设计、光学加工、光学检测等多个方面。
在现代中，激光加工已经成为了一种非常重要的技术手段，广泛应用于航空航天、电子、通信、医疗等多个领域。
1. 光学设计光学设计是光学制造中的第一步。
它的目的是设计出能够实现特定光学性质的光学元件。
光学设计需要根据所要求的光学性能，选择合适的光学玻璃类型、曲面形状和抛光方法等，并进行光学计算，以确定光学元件的最终设计参数。
在光学设计中，要考虑到光学系统的成像质量、波前畸变、色差等光学特性，同时也要注意到光学加工的可行性。
在数值仿真和光学测试的基础上，经过多次修改优化，最终得到最佳的光学设计。
2. 光学加工光学加工是指使用光学加工设备进行光学元件的制造过程。
在现代中，激光加工已经成为了一种非常重要的技术手段，广泛应用于航空航天、电子、通信、医疗等多个领域。
激光加工的优点是可以实现高精度、高效率的加工，并且具有非常好的可控性和灵活性。
激光加工的主要工艺包括激光切割、激光打孔、激光焊接等。
对于细微加工来说，激光加工也具有不小的优势，例如在化学和生物领域等，激光微小加工可以实现非常精确的样品制备，并被广泛应用在基因分析、蛋白质组学等前沿研究领域。
3. 光学检测光学检测是光学制造中非常重要的一个环节。
它可以用来检测光学元件的几何尺寸、表面质量，以及其他光学特性。
光学检测的目标是验证光学元件的重要参数，并保证其达到预期的光学性能。
光学检测技术的主要方法包括干涉仪检测、自动衍射计检测、相位测量等。
这些方法能够实现对光学元件波前的精密测量和表面质量的表征。
同时，由于各个光学系统和设备之间的精度要求很高，所以光学检测技术在整个光学生产链中是必不可少的。
4. 光学制造的未来未来的将会进一步地深化和发展，主要表现为以下几个方面：（1）超快激光加工。
超快激光加工具有超高的加工精度，已经被广泛应用在光学通信、微电子、生物医学等领域。
（2）光学3D打印。
光学镜片加工工艺设计--抛光
. -目录光学冷加工工序----------------------------------------2 玻璃镜片抛光工艺--------------------------------------3 镜片抛光----------------------------------------------4 光学冷加工工艺资料的详细描述--------------------------5 模具机械抛光根本程序〔比照〕--------------------------7 金刚砂-----------------------------------------------8 光学清洗工艺-----------------------------------------10 镀膜过程中喷点、潮斑(花斑)的成因及消除方法------------12 光学镜片的超声波清洗技术-----------------------------14 研磨或抛光对光学镜片腐蚀的影响-----------------------17 抛光常见疵病产生原因及克制方法-----------------------23 光学冷却液在光学加工中的作用-------------------------25光学冷加工工序第1道：铣磨,是去除镜片外表凹凸不平的气泡和杂质,(约0.05-0.08)起到成型作用.第2道就是精磨工序,是将铣磨出来的镜片将其的破坏层给消除掉,固定R值.第3道就是抛光工序,是将精磨镜片再一次抛光,这道工序主要是把外观做的更好。
第4道就是清洗,是将抛光过后的镜片将其外表的抛光粉清洗干净.防止压克.第5道就是磨边,是将原有镜片外径将其磨削到指定外径。
第6道就是镀膜,是将有需要镀膜镜片外表镀上一层或多层的有色膜或其他膜第7道就是涂墨,是将有需要镜片防止反光在其外袁涂上一层黑墨.第8道就是胶合,是将有2个R值相反大小和外径材质一样的镜片用胶将其联合. 特殊工序:多片加工(成盘加工)和小球面加工(20跟轴)线切割根据不同的生产工艺，工序也会稍有出入，如涂墨和胶合的先后次序。
浙江大学光学工程
历史沿革1952年，国家高教部根据中国科学院和著名光学专家王大珩、龚祖同、何增禄教授的倡议，结合全国院系调整，在浙江大学设置了国内高校第一个光学仪器专业，首届招收了52级21名学生，开创了新中国光学仪器专业本科高等教育的先河。
在浙江大学光学仪器专业基础上建立的浙江大学光电系，已经走过了半个多世纪的历程。
五十多年风雨兼程，几代教师辛勤耕耘，培养了5000多名本科毕业生，为国家建设事业做出了应有贡献。
其间，为了适应学科发展和社会需求，本科专业名称、规模和教学主线几经变迁，光电学子依托优质学科教育平台，秉承和发扬求是创新校风，持续进行专业教育探索和教学改革，使浙大光电系本科人才培养和教学工作始终处于全国高校同类专业前列，为国家乃至世界光电学科和产业输送了大量高级专门人才。
光电系毕业生不仅在光学工程学科和光电产业领域做出了突出成绩，而且依托扎实的专业教育基础，在信息领域、管理岗位和其他领域也取得了卓越成绩，为母校和母系增添了崇高的光彩。
浙江大学光电系半个世纪的本科人特色专业建设点2007年，光电系―信息工程（光电）‖专业获得浙江大学首批特色专业建设项目和国家第一类特色专通识课程信息类课程光电类课程合计学分分配48+9（个性课）6439160学分比例35.6%40%24.4%100%国家人才培养模式创新实验区（学院平台）2007年，刘旭教授立足于学院平台申报的―学研产相结合的信息工程复合型人才培养‖项目获得国家人才培养模式创新实验区项目支持。
目前项目已启动并在积极实施中。
（内容建设中）浙江省实验教学示范中心浙江大学光电信息工程实验中心筹建于1998年3月，是浙江省第一批正式通过专家组评议验收的教学实验中心，2004年被评为浙江大学十大优秀实验室之一，2007年10月被列入浙江省实验教学示范中心建设项目，是浙江大学信息工程（光电）专业的实验、实践教学基地。
中心下设有工程光学实验室、浙江大学微处理机中心、CAI实验室、光电子学实验室、摄影和数码技术实验室、舜宇光电创新角、光电信息工程校内实习基地和浙江大学-ASAP联合实验室。
光学设计教学内容
光学设计教学内容光学设计是一门研究光学系统建模、分析与优化的学科。
它涉及到光学元件、光学系统、光学材料以及光学检测等方面的知识。
光学设计教学内容主要包括以下几个方面：1. 光学基础知识：光的特性、光束的传播和传输、光的相互作用等基础知识是学习光学设计的基础。
学生需要了解光的波粒二象性、光的干涉、衍射、偏振、散射等基本概念和理论，并掌握相关的数学、物理知识。
2. 光学元件设计：光学元件是光学系统的基本组成部分，学生需要学习光学元件的设计原理、性能参数以及常见的设计方法。
具体包括透镜、棱镜、光纤、滤波器、波片等。
学生需要理解这些光学元件的工作原理和参数对系统性能的影响，并掌握如何进行光学元件的选型和设计。
3. 光学系统设计：光学系统是由多个光学元件组成的，它们协同工作来实现特定的功能。
学生需要学习光学系统的建模和分析方法，掌握光学系统的设计原则和优化方法。
学生需要掌握光学系统参数的计算方法，如焦距、光斑大小、像差等，并能够应用适当的软件来模拟和优化光学系统的性能。
4. 光学材料与光学工艺：光学设计离不开合适的光学材料和光学工艺。
学生需要了解不同光学材料的特性，如折射率、透过率、色散等，并掌握光学材料的选用原则。
此外，还需要学习光学工艺的基本知识，如光学表面处理、光学镀膜、光学组装等。
5. 光学检测与测量：光学设计的最终目的是实现光学系统的性能检测和测量。
学生需要学习光学检测的原理和方法，包括光谱分析、干涉检测、相位测量等。
学生还需要了解常见的光学检测设备，如光谱仪、干涉仪等，并能够进行简单的光学检测实验。
光学设计教学的主要目标是培养学生的光学系统设计和分析能力，使其能够独立地进行光学系统的设计、优化和测试。
为此，教学内容需要注重理论和实践相结合，培养学生的实际操作能力和问题解决能力。
在光学设计教学中，可以采用理论教学、实验教学和项目实践相结合的方式。
理论教学主要是讲授光学基础知识和光学设计原理，通过课堂讲解、案例分析等方式向学生传授相关知识。
《光学设计与制造新工艺新技术及质量检验标准规范实用手册》
《光学设计与制造新工艺新技术及质量检验标准规范实用手册》本书作者:徐刚图书册数:全四册出版社:中国科学技术文献出版社定价:998元现价:450元《光学设计与制造新工艺新技术及质量检验标准规范实用手册》本店是实体店，坚决抵制各类盗版、劣质图书及附件，严格控制图书进货渠道，遵守国家新闻出版、发行的相关规定，直接从经过国家出版发行行政部门审核批准的出版社进货，与国图、中华书局、三联书店、商务印书馆、人民文学、上海古籍、上海世纪出版集团、中国社科、社科文献、电子工业、机械工业、化学工业、科学、法律、上海外教、北大、清华、人大、复旦、武大、南大、广西师大、北京出版集团、浙江少儿、江苏少儿、21世纪、作家、春风文艺、长江文艺、接力、漓江等全国知名的300余家出版社建立了良好的合作关系，所采购的图书均经所在地图书市场审读办公室审读合格后，方上市发行，100%正版、优质，订购速度快，数据提供及时，加工全方位，能全面符合客户的需求。
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内容介绍：商品简介商品编码：pdf92829出版社：中国科学技术文献出版社册 数：作者:徐刚出版时间:2012年1月印刷时间2012年1月isbn：版次：第一版装帧：精装纸张：胶版纸印次：第一次页数：正文语种：中文开本：16开目录最新光学设计与制造新工艺新技术及质量检验标准规范实用手册最新光学设计与制造新工艺新技术及质量检验标准规范实用手册详细目录第一篇光学设计概论第一章光学设计概述第二章像差综述第二篇光学系统设计第一章光学系统的像质评价和像差容限第二章光学系统的外形尺寸计算第三章光学系统的初始结构计算方法第三篇望远镜物镜设计第一章望远光学系统第二章望远物镜设计第四篇显微镜物镜设计第一章显微镜及其光学特性第二章显微镜的分辨率和有效放大率第三章显微镜物镜的类型第四章显微镜物镜的像差校正说明及设计举例第五篇目镜设计第一章目镜的特点第二章目镜的基本类型第三章目镜设计举例第六篇照相物镜设计第一章照相物镜的光学特性和像差要求第二章照相物镜的基本类型第三章照相物镜设计实例第七篇照明光学系统设计第一章照明系统的方式和要求第二章聚光照明系统第三章聚光照明系统的设计第八篇轴对称非球面设计第一章使用非球面的可能性第二章初级像差理论第三章用单个非球面准确校正球差第四章用单个非球面准确校正像散第五章非球面在照相物镜中的应用第九篇夜视仪器光学系统设计第一章直视型光学系统第二章间视型光学系统第十篇光学设计软件与光学制图第一章光学设计软件zEMAx第二章光学制图第十一篇光学制造新工艺新技术第一章现代先进光学制造概论第二章现代大型反射镜制造第三章能动光学器件第四章微光学制作技术第五章反射镜轻量化技术第六章超高精度光学元件制造技术第七章惯性约束聚变工程光学元部件制造第八章现代光学检测技术第九章光学非球面检验第十二篇光学产品质量检验标准规范巨邦文化发展有限公司服务宗旨让客户“买得放心、买得开心”是本公司的一贯服务宗旨，而且，我们也会始终将这一宗旨贯彻到底，并赋与其更丰富的涵义。
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二、光 学 设 计 过 程
4、样板匹配
对 于厂球家面样元板库件，一般根据H厂EN家G样YI板.TP库D就来是进恒行益曲公率司半的样板
径 选Ze择m。ax>>Tools>>Test
库
➢自Pl动ate匹s>>配Test利Pla用te软件自带的样板匹配功能进 行自Fit动ting匹>>配选；择样板库
➢手(F工ile 匹Na配me)>>手选工择输匹配入样板库中有的样板。
方式(Method of手Fit工)>>匹配原则：
先进输行匹入配曲率半径小的，再输入曲率半径大的， 每输入一次要进行一次自动优化。
二、光 学 设 计 过 程
5、公差分析
公差分析的目的:给出合理的加工要求，合理的 加工要求既能保证加工的可行性，同时又能降低加 工难度和加工成本，因此公差分析工作至关重要。
内部残余应力。
对于大尺寸光学零件，如果光学不均匀性存在的面 积较大，将降低光学系统的分辨率及成像质量。
1、光学设计中的材料选择
尺寸小于150mm的玻璃毛坯的光学均匀性的测量方法： 根据《GB/T7962.1-1987》规定测量。 光学均匀性分为四级
该方法是根据放在平行光管光束中的玻璃 试样引起该装置分辨率的变化规定的。如果 平行光管给出具有理论分辨率α0的像，而当 玻璃试样放入后，分辨率倍增至α，那么玻璃
2、零件技术指标问题
球面的主要技术指标
面形N， ΔN
中心偏差
N对应的是球面半径 误差。 ΔN对应的是表面不规 则程度，通常所说的 PV值对应的是ΔN的大 小。
透镜外圆的几何轴与光轴在透镜曲率中心 处的偏离程度，用C表示。 国标GB7242-87中提出新的定义： 用光学表面定心顶点处的法线与基准轴的 夹角来度量中心偏差，夹角称为面倾角， 用χ表示。 定心顶点：光学表面与基准轴的交点。 基准轴：用来标注、检验和校正中心误差 的一条确定的直线，该直线应体现系统的 光轴。
即通常所说的光学表面疵病，表
面局疵部病偏是差指Δ麻2点N，擦痕，开口气
泡，破点及破边，和表面粗糙度 是完全不同的概念。
表面粗糙度
2、零件技术指标问题
平面的主要技术指标
光圈和局部误差 平行度和楔度 外形尺寸
国家GB标2准83对1-于81高精度的平行平板，对其于最面反好形射小和元于件10外：径1，厚可度以比 平行度是相关的，当面形不好尽的量时减候少，变形。 平行度也无法达到要求。 画图标注时应注意区分平行平板与 楔板。
二、光 学 设 计 过 程
瑞利判断
适用于小象差系统如： 望远物镜、显微物镜等。 实际波面与理想波面之 间的最大波象差不超过
1/4 波长
象质评价 的方法
分辨率
点列图
光学传递 函数
用于评价大象差系统
客观、可靠、便于计算 和测量，不仅能用于光 学设计结果的评价，还 能控制光学系统设计的 过程、镜头检验、光学 总体设计等各方面。
条纹度分为4级
1、光学设计中的材料选择
f.气泡
玻璃中的气泡是玻璃在熔炼过程中， 气体来不及逸出所致。
玻璃中允许气泡含量等级是由100cm3玻璃中所含气泡 （ 直径Φ≥0.05mm～2mm）的总截面积来确定的。
气泡度分为7级
1、光学设计中的材料选择
光学玻璃的物理、化学特性
相对研磨硬度 显微硬度 耐潮稳定性 耐酸稳定性
同等研采双磨用面条p抛件H光下2.的，9的玻被醋璃测酸样玻、品璃p置相H于对4.760的±标1℃准的醋饱酸和盐、
标A表准示玻p侵 涉A璃水面THA蚀 色＝（玻 力 H蒸 散6璃相后 的V的KK璃 ，气 射硬比0表， 时9水/抵 用条 率度），V示在 间作影光抗克件T越的H，。白 （B为响 学硬氏下大＝研，A光此测物显，光 系越。T磨再灯时定B压微七大学 统硬和/下侵介T入硬昼表度标加 的A观蚀质的度夜明×，准工 使察破，1能后玻用白0玻坏难 用抛，0板璃层光度 寿％测时表的玻，和 命定的面 光璃H玻散出 学值表璃射现 厚即面表率紫 度表被蓝 为介干质
中部应力分为5级
1、光学设计中的材料选择
边缘应力 按《GB/T7962.6-1987》规定的方法进行测量。
玻璃毛坯边缘应力双折射以距边缘5%直径或边长处单位 厚度上的最大光程差Δδmax表示。 边缘应力分为5级
1、光学设计中的材料选择
d.光吸收系数
光学系统成像的亮度与玻璃的透 明度成比例关系。
用球形光度计按《GB/T7962.9-1987》规定进行测量。 玻璃光吸收系数等于1cm光路上被玻璃吸收的白光光通量
与开始进入该光路前入射光光通量之比。 光吸收系数分为8级
1、光学设计中的材料选择
e.条纹度
由于玻璃内部的化学成分不均匀所 产生的局部缺陷，缺陷处的折射率 不同于主体的折射率。
用点光源和透镜组成的条纹仪，从最容易看见条纹的方向 上，与标准试样作比较检查。
nF- nC——中部色散； Vd——阿贝数：Vd= （nd-1）/（nF- nC）；
Vd值越大，色散作用愈小。
1、光学设计中的材料选择
折射率nd和阿贝数Vd与标准值的允许偏差分为3级
1、光学设计中的材料选择
b.光学均匀性 光学均匀性是指同一块玻璃中，各部分折射
率变化的不均匀程度。 光学不均匀性产生原因：退火温度不均匀或
的不均匀性可用其比值α/ α0来表示
1、光学设计中的材料选择
c.应力双折射
中部应力
玻璃的导热系数小，在熔炼降温过程 中，内部温度总比外层温度高， 难以均衡，故产生内部应力。
按《GB/T7962.5-1987》规定的方法进行测量。
玻璃毛坯中部应力双折射以最长边中部单位长度上的光程差 δ表示。
光学系统设计(Optical System Design)
二、光 学 设 计 过 程
像差校正与平衡 2
3 像质评价
初始结构 计算与选择 1
设计 过程
4 样板匹配
出设计图纸 6
5 公差分析
二、光 学 设 计 过 程
提出合理技术指标
开始
是
理想光学系统外形尺寸计算
重新计算
否
否
外形尺寸?
是否可能满足要求
三、光 学 设 计 注 意 问 题
1
材料选择的问题
2
零件技术指标的问题
3
标准零件图纸的问题
4
加工工艺及成本的问题
5
检验方案的问题
6
加工超差补救的问题
最基本 的零件
指标
2、零件技术指标问题
面形偏差 表面光洁度
光圈数N，被检光学表面的曲率 半径相对于参考光学表面曲率半 径的偏差对应的光圈数
象散偏差Δ1N
光学设计与光学工艺
（第一讲） 光学设计过程中需注意的问题
目录
一
引言
二
光学设计过程
三 光学设计过程中考虑问题
四 六倍放大镜的加工
光学系统实现过程
光学设计 光学零件加工 机械零件加工
客户 提出需求
光学机械设计 光学零件检验 机械零件检验
系统总体装调及检验
一、引 言
光学设计宗旨：
满足技术 要求
便于制造
阿贝数
肖特玻璃厂的阿贝图有一组直线和曲线,将阿贝图 分成许多区，将光学玻璃分类。
1、光学设计中的材料选择
• 国际玻璃码的表示:
用九位数字表示，形式为：
xxxxxx.xxx
折射率nd小数 点后头三位数
阿贝数Vd头三位 数，不计小数点
玻璃的密度，不 计小数点
例如K10玻璃, nd=1.50137 小数点后头三位数=501; Vd=56.41 头三位数，不计小数点=564; 密度=2.52；不计小数点=252; K10 的国际玻璃码是501564.252
1、光学设计中的材料选择
光学均匀性
折射率、色散系数 允差及一致性
b
a
c
光学玻璃的
质量指标
f
d
气泡度
e
应力双折射 光吸收系数
条纹度
1、光学设计中的材料选择
a.折射率、色散系数的允差及一致性
nd——光学玻璃对钠光d谱线的折射率； nF——对F谱线（波长等于0.486um的蓝光）的折射率； nC——对C谱线（波长等于0.656um的红光）的折射率；
改变初始 结构?
是 是
初始结构设计
否 像差平衡
否
结束
像质是否达到要求 是
公差设计与工艺校核
绘制光学系统图与零件图
否
是否满足 工艺要求 是
二、光 学 设 计 过 程
1、初始结构的计算和选择
根据初级象差理论求解初始结构
从已有的资料中选择初始结构
一个不好的初始结构， 再好的自动设计程序和 有经验的设计者也无法
隔）
楔角/同心度/倾斜
Decenter（偏心）
样板的检测精度，光学设计 包偏师括心应光包该学括与元两光件种学的，加厚一工度种师和是沟机简通械单元的件横 向N支=偏撑λ心/的2，（间普上隔通、。的下光）学，加另工一一种般是控使制元 件在始5使个终用光保Z圈E持M，与A较机X软好架件的座模精接拟度触公应的差该“时控滚，制 动公表”差面。操不两作规在种数则3偏个T度T心光H可模I圈有以型以两通实内个过际。参局上数部完，全不 同光in。t圈1在是（滚用△动来N）的定来情义考况公察下差，，的工与表艺机面上架编座号接， 触而良in可好t2以的是做左作到侧为0半补.3径偿个被的光良表圈好面。地编校号准，， 表最面小倾值斜和只最发大生值的是右以侧镜表头面长上度。单 位在表Z示E的MA极X值里偏TS差D。X、TSDY用来 模实拟际一上个，标有准楔表角面的的元偏件心与公光差轴，相单 位对为于镜其头机长械度轴（倾m斜m的）元,而件T完ED全X相、 同TE，D当Y是旋用转来元模件拟时一，个元元件件具的有偏边心缘 公差，可以是厚标度准差面。也可以是非标 准面，int1、int2定义了一个镜头 组的边界面。