工程光学课程设计任务书
应用光学(工程光学)课程设计指导书(ZEMAX)
第一步骤：打开并熟悉 ZEMAX 软件
通过鼠标左键双击桌面的图标快捷键 次打开后的界面如图 1 所示，它是软件的主窗口。
标题框
打开 ZEMAX-EE 软件。首
菜单框
编辑窗口
工具框
图 1 主窗口界面 如图 1 所示，标题为“Lens Data Editor”的窗口为透镜数据编辑窗口。该 窗口可用来编辑透镜组的很多参数，如曲面面型（Type）、曲率半径（Radius）、透 镜厚度（Thickness）、玻璃材料（Glass）、径向半径（Semi-Diameter）等参数。
图 27 第一次优化后的结构
图 28 第一次优化后的 FFT MTF 从上面的两个图中可知，结构趋于合理化，FFT MTF 值得到大大提高，有的
择波长（段）并点击
图标确定。退出时，需点击“ok”，如图 10 所示。
图 9 工作波长编辑窗口 图 10 选择工作波长下拉菜单
四、设定评价函数和 EFFL 有效焦距值
按下快捷键 F6 或通过“Editors\Merit Function”路径打开“Merit Function Editor:”窗口，通过“Tools\Default Merit Function”路径打开“Default Merit Function” 默认评价函数对话框窗口如图 12 所示。
图 24 优化前的结构
图 25 优化前的 FFT MTF
选中“Semi-Diameter”列中的第一个“15.000000”，当出现
黑色背
景时，按一下快捷键“ctrl+Z”，则该单元格数值由系统自动改变。用同样的方法 对下面的两个数也各操作一次。
《工程光学》课程实验教学大纲.doc
北方民族大学教学进度计划表名称总时数讲课实验上机习题课程设计周学时考试/考查机动计划时数6454104考试2本课程教学目的与要求：木课程讲述工程光学的基础理论和实践中常用的光学系统。
学生应掌握光的电磁理论的基础知识和光学系统的集合系统的分析和计算。
掌握实验的基本技能和基本使用和操作技能。
必读书籍和参考书籍：一、教材：自编的《工程光学》实验指导书二、参考书：1石顺祥等著.物理光学与应用光学.西安：西安电子科技大学出版社,20002梁栓廷著.物理光学.北京：机械工业出版社,19873郁道银等著.工程光学.北京：机械工业出版社版,2007所需教学设备：多媒体任课教师签名：____________________系（教研室）主任签名：____________主管教学院长（主任）签名：_______________ 院（部）签~^7T.早2012年1月8日教务处制《工程光学》课程实验教学大纲课程编号：01100260课程名称：工程光学课程类型：专业必修课（测控技术与仪器）课程属性：课内实验课程总学时：64 （测控技术与仪器专业）课程总学分：4.0 （测控技术与仪器专业）实验学时：10 （测控技术与仪器专业）实验学分：0.5开设学期：第6学期（测控技术与仪器专业）适用专业：测控技术与仪器一、实验教学目标与基本要求通过本课程的实验，使学生能够掌握工程光学的基本理论知识和所涉及的装置仪器的使用、测试技能，使学生在将来的科研实践中，具有解决光学理论及分析问题的能力及分析和综合实验结果以及撰写实验报告的能力。
掌握实验的基本原理，了解所涉及的常用装置、仪器的正确使用方法。
使学生能正确进行相应的仪器操作和使用、准确判断实验现象和结果的合理性，同时具有处理测量数据的能力。
二、本实验课程的基本理论与实验技术知识本实验课程是《工程光学》理论课程的配套课程，需要学生利用理论课涉及的几何光学基本定律与成像概念、理想光学系统、平面与平面系统、光束限制、典型光学系统、光的干涉、衍射及、偏振等知识完成相关的实验项目。
光学系统CAD任务书(10春)
任务书登记编号:光学系统课程设计(成像系统)任务书项目名称：摄影光学系统设计指导教师：光学系统课程设计教学组（甲方）课题组：（乙方）项目负责人：_____________________________成员：________________________________签订地点：杭州市浙江大学签订日期： 2010 年 3 月 1 日有效期限： 2010 年 3 月 1 日至2010年7月9日浙江大学光电信息工程学系附件1：光学CAD课程设计评分办法1．本课程属实践类课程，成绩评定办法应反映本课程的研究性、实践性、综合性、团队合作性与个人能动性相结合的特征，充分体现学生的学习主体地位，依靠自我评价完成成绩评定。
2．成绩评定应符合《浙江大学本科课程考核管理办法》(浙大发教〔2005〕112号)、《浙江大学本科学生实习教学工作条例》(浙大教发[2004]34号)、《浙江大学本科生毕业论文(设计)工作实施意见》(浙大教发[2004]33号)等文件规定，各档成绩比例应按照以上文件规定执行。
3．每3人一组进行课程设计，并选出1人为课题负责人；4．每课题组推举1人作为答辩委员会委员，再从中随机抽取1人作为答辩主持人，负责答辩组织事宜；5．每队答辩时，报告不超过10分钟，回答问题不超过5分钟，由主持人掌握时间。
各课题组所推举的委员都必须对其他课题组的各项给出评分，其中程序20%，设计40%，图纸20%，报告20%，但不得对自己所属课题组给出评分，并在每小组答辩后将对该组的评分交记分员宣布；6．答辩委员会根据评分情况，去掉一个最高分和一个最低分，对各课题组取平均得分，排出名次，遇有两个或两个以上课题组名次相同者，由答辩委员会重新审核这两个组的资料，再决定名次；7．答辩完成后上交各课题组资料和答辩评分表；8．指导教师审核各课题组资料，并根据第一名和倒数第二名的资料给出评分，倒数第二名成绩不高于79分，90分以上的不超过课题组总数的25%。
工程光学的教案
教案院系：电子与信息工程学院专业：生物医学工程教师：***绪论，说在教学之前的话一、学习通论⑴大学是做什么的？孔子云“吾十有五而志于学，三十而立，四十而不惑，五十而知天命，六十而耳顺，七十而从心所欲，不逾矩。
”这段话表明了孔子在每个人生阶段的生活状态，也被我们认为是一个人在各阶段较为理想的一种状态。
对于我国学生而言，一般在大学以前，学校中所有的学习内容都是国家教育部规定的，是国家要你学的，学生自身没有选择性。
学生们第一次可以根据自己的意愿选择学习内容就是高考报志愿，是学生自己志于学，大学生普遍十八岁，与十五相差不多。
三十而立指：三十岁的人应该能依靠自己的本领独立承担自己应承受的责任，并已确立自己的人生目标和发展方向；简单说：靠自己的本事在社会上生存；再简单说：独立。
要在社会上生存，做重要的是钱，吃穿住行无不用钱，挣钱的最佳方法就是工作。
你毕业后能做什么样的工作，挣多少钱，过什么样的日子，与你大学中的学习情况息息相关。
高中大家学的都一样，最后有人做会计，有人做工程师，有人做医生，区别何来？--大学中学了什么。
故而大学生在大学中的主要工作是：明确要实现自己的理想自身还缺乏那些知识，并根据这一认知有计划有目标的充实自身补充不足，为自身将来的社会生活打下基础。
⑵学习规划方法：⑶学习知识的一般过程：接收→理解→应用，这三个层次是逐步递进的，通常而言上课听讲是接收知识兼具初步理解、真正的理解知识却需要学生课后结合课上所学和教材甚至其它参考资料进行，应用则是需要学生做一些习题。
⑷科学研究与认识方法：发现某一有趣现象→重复该现象分析所有的影响因素→总结各因素对现象的影响规律写成定律→根据定律控制现象使其按照我们的意愿发生→实际应用，造福人类。
我们课程讲解知识点时也会按照这个规律进行。
二、本课程的主要内容介绍本课程主要讲解光学方面的知识，包括光的本质、运行规律、应用中的光学原理等等。
很多物体在宏观和微观角度会体现出不同的特性，以水为例，宏观的水主要表现为流动性，微观的水表现更多的是表面张力。
《光学工程课程设计》任务书
北京理工大学珠海学院课程设计任务书2015～2016学年第1学期学生姓名：专业班级：2013电子科学与技术班指导教师：黄振永工作部门：信息学院一、课程设计题目光电产品的组装与调试二、课程设计内容（含技术指标）项目一：LED小夜灯的组装、仿真设计项目二：LED球泡灯的组装、仿真设计项目三：LED台灯的组装、仿真设计项目四：循迹小车的组装、仿真设计三、进度安排第18周周一6-9节：找实验员邓铠墉领取套件和工具，布置和解析课程设计的任务书；完成项目一第18周周二6-9节~第18周周三6-9节：完成项目二。
第18周周四6-9节~第18周周五6-9节：完成项目三。
第19周周一6-9节~第19周周二6-9节：完成项目四。
第19周周三6-9节：作品验收、参加答辩、归还套件和工具给实验室。
四、基本要求1．学生应按照要求独立分析、解决问题，按计划完成课程设计任务；可以相互帮助但不得完全抄袭或找人代做替做，否则按考试作弊论处；2．学生在完成课程设计时须提交不少于3000字课程设计说明书；其装订顺序及要求：（1）封面，（2）目录，（3）任务书，（4）摘要（不少于100字），（5）关键词（3个，与摘要同页），（6）正文，（7）参考文献（≥5个），（8）附录（元件清单、仿真图、实物照片）；各项需独立成页。
3．每个学生须参加课程设计答辩，不参加答辩者，其答辩成绩为零，并按旷考论处。
4.课程总成绩=考勤成绩×20%+操作成绩×40%+说明书成绩×25%+答辩成绩×15%。
课程总成绩按“五级制”给定。
5.本课程不设置补考，课程总成绩不及格的学生必须重修。
系主任签名：薛竣文2015年10月8日。
工程光学课程设计zemax
工程光学课程设计 zemax一、教学目标本课程的目标是让学生掌握工程光学的基本原理和应用技能，能够使用Zemax等光学设计软件进行简单的光学系统设计和分析。
知识目标包括了解光的传播、反射、折射等基本特性，掌握透镜、镜片等光学元件的设计和计算方法；技能目标包括能够运用Zemax进行光学系统的设计和仿真，分析光学系统的性能和优化方法；情感态度价值观目标包括培养学生的创新意识、团队合作能力和解决问题的能力。
二、教学内容教学内容主要包括光的传播、反射、折射等基本特性，透镜、镜片等光学元件的设计和计算方法，以及Zemax等光学设计软件的使用技巧。
具体的教学大纲如下：1.光的传播和反射：介绍光的基本特性，包括光的传播速度、传播方向等，以及光的反射定律和反射镜的设计方法。
2.光的折射和透镜：介绍光的折射定律和透镜的分类，包括凸透镜、凹透镜等，以及透镜的设计和计算方法。
3.光学系统设计：介绍光学系统的基本构成和设计方法，包括透镜组的设计、光学系统的性能分析等。
4.Zemax使用技巧：介绍Zemax的基本操作和功能，包括光学系统的建立、参数设置、仿真分析和优化方法。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
包括：1.讲授法：通过讲解光的传播、反射、折射等基本原理和透镜、镜片等光学元件的设计方法，使学生掌握基本概念和理论知识。
2.案例分析法：通过分析实际的光学系统设计案例，使学生能够将理论知识应用到实际问题中，培养学生的实际操作能力。
3.实验法：通过实验室的实践操作，使学生能够亲手搭建光学系统，观察光学现象，加深对光学原理的理解和掌握。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，将选择和准备以下教学资源：1.教材：《工程光学》教材，用于学生学习和复习基本理论知识。
2.参考书：《光学设计手册》等参考书籍，供学生深入学习和参考。
3.多媒体资料：制作相关的教学PPT和视频资料，用于课堂讲解和复习。
工程光学课程设计指导手册
工程光学课程设计指导手册（光电子技术科学专业适用）理学院日期：2008年9月目录一、工程光学课程设计目的与要求 (2)二、工程光学课程设计时间安排 (2)三、工程光学课程设计学生守则及管理办法 (3)四、工程光学课程设计报告要求及撰写规范 (4)五、工程光学课程设计答辩 (5)六、工程光学课程设计成绩评定办法 (5)附件1：参考题目 (6)附件2《工程光学》课程设计大纲 (10)一、工程光学课程设计目的与要求《工程光学》是仪器科学与技术学科人才培养计划中的专业基础课。
《工程光学》这门课分为三个教学模块进行，第一模块理论教学、第二模块计算机软件设计、第三个模块实践教学环节。
工程光学课程设计是属于第二模块的教学环节，在学生充分掌握工程光学（几何光学）的理论和典型光路的基础上，利用像差理论能够进行简单光路的光学参数计算和设计，并利用Zemax光学设计软件进行仿真和参数优化，达到理论与实际应用相结合。
而本课程的主要特色是它的设计性。
本课程设计正是为这一目的而开设的。
它主要解决的问题与主导思想是：（1）结合实际问题加深学生对工程光学的理解与应用。
（2）培养提高学生分析问题和解决问题的能力。
（3）使学生具备查阅资料、分析设计、上机实践和书写文档的能力。
教学目的与要求：1.达到能够灵活运用工程光学课程中所讲授内容，进行近轴光路的计算，设定初始光学参数。
2.熟悉Zemax光学设计软件的基本功能和用法。
3.并能够用Zemax光学设计软件进行简单光路的模拟和优化。
4.使学生初步具备查阅资料、参数设计、上机实践和书写科技报告的能力。
二、工程光学课程设计时间安排第1～4 天：明确设计内容，查阅相关的参考资料。
第5～7天：根据设计的要求进行参数计算、确定初始的光学参数。
第8～9天：负责课程设计的教师安排机房讲解Zemax光学设计软件的使用方法。
第10~11天：利用Zemax光学设计软件仿真设计并对参数进行优化，得到比较理想的设计结果。
基于ZEMAX的工程光学课程设计
以下为本次课程设计作业报告的格式和范例，要求同学们结合自己所做工作进行改动，不得摘抄范例！在相机镜头作业完成后附录上入门教学中所有例子的report graphic 6 (见zemax>reports menu)，在完成以上作业情况下，感兴趣的同学可做《光设ZEMAX_实验讲义》中的范例和本次课程设计中相机镜头的公差分析，可进一步实质性的学习光学设计，学习结果也可附录在报告后面。
《Zemax软件设计教程_1》和《光学设计实例-黄惠杰》，是上光和长光的培训课件，同学们可做进一步了解光学设计的理论知识和设计思路。
有什么问题，欢迎同学们提问！工程光学课程设计名称：工程光学课程设计院系：电子科学与应用物理学院班级：应用物理10- 学号：学生姓名：指导教师：2013 年 07 月日设计过程2.1初始结构的选择照相物镜属于大视场大孔径系统, 因此需要校正的像差也大大增加, 结构也比较复杂, 所以照相物镜设计的初始结构一般都不采用初级像差求解的方法来确定, 而是根据要求从手册、资料或专利文献中找出一个和设计要求比较接近的系统作为原始系统。
在选择初始结构时, 不必一定找到和要求相近的焦距, 一般在相对孔径和视场角达到要求时, 我们就可以将此初始结构进行整体缩放得到要求的焦距值。
原设计要求：1、焦距：f’=12mm；2、相对孔径D/f’不小于1/2.8；3、图像传感器为1/2.5英寸的CCD，成像面大小为4.29mm×5.76mm；4、后工作距>6mm5、在可见光波段设计(取d、F、C三种色光，d为主波长)；6、成像质量，MTF 轴上>40% @100 lp/mm，轴外0.707 >35%@100 lp/mm。
7、最大畸变<1%照相物镜的视场角和有效焦距决定了摄入底片或图像传感器的空间范围, 镜头所成的半像高y 可用公式y = -f tanw计算, 其中f 为有效焦距, 2w 为视场角。
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《工程光学》课程设计题目
课题1：几何光学综合性实验
一、实验目的
1．综合了解工程光学（几何光学部分）的主要内容和典型光路。
2．用给定光学元件设计并搭建典型光学系统。
3．以像差理论为依据，实现简单系统的光学装调。
4．设计并使用常用的光学方法进行光学系统参数的测量。
二、实验用仪器和设备
根据实验任务和自行设计的实验步骤，从实验室仪器清单中选择。
三、实验内容
1．光学系统的搭建
I．远摄型光组
1）光组特点：焦距长于镜筒筒长。
2）组成和光路
3）参数
4）实验要求：
根据焦距要求，自选正负透镜，计算间隔，在光学实验台上搭建光路并验
证。
II．反远距型光组
1）光组特点：焦距很短，工作距较长。
2）组成和光路
3）参数
4）实验要求：
根据焦距和工作距要求，自选正负透镜，计算间隔，在光学实验台上搭建
光路并验证。
III．照相系统
1）组成和光路
2）参数
3）实验要求：
在光学实验台上搭建光路，对确定目标成像，验证光阑位置、大小变化对
成像的影响。
IV．望远系统
1）组成和光路
2）参数
V．显微系统
1）组成和光路：分别将光阑置于物镜框上或物镜的一次实像面上构成物方远心光路。
2）参数
VI．照明系统
1）临界照明
参数：
2）坷拉照明
参数：
2．光学参数的测量
利用光学方法，测定典型光学系统的参数。
1）放大镜（焦距，放大率与观察条件的关系）
2）显微物镜（焦距、NA、垂轴放大率）
3）望远镜（焦距、视场角、分辨率）
4）照相物镜（焦距、视场角、相对孔径）
3．像差的性质和调整
配置可调整多片光学镜组，通过调整隔圈、对中等关系修正像差。
4．平面和平面系统的性质
配置半导体激光器可直接观察平面系统的成像性质，或将平面元件置于成像光路中，观察其性质。
平面元件可包括：
一次反射直角棱镜、二次反射棱镜、道威棱镜、直角屋脊棱镜、立方角锥棱镜、分光棱镜、分色棱镜、折射棱镜、光楔
课题2：偏振光的产生和检验
设计任务
1) 测布儒斯特角，定偏振片光轴;
2) 线偏振光分析：使钠光通过偏振片起偏振，用装在X轴旋转二维架上（对准指标线）的偏振片在转动中检偏振，分析透过光强变化与角度的关系。
3）椭圆偏振光分析：使激光束通过扩束器、狭缝和黑镜产生线偏振光，再通过1/4波片之后，用装在X轴旋转二维架上的偏振片在旋转中观察透射光强变化，是否有两明两暗位置（注意与上一项实验现象有何不同），在暗位置，检偏器的透振方向即椭圆的短轴方向。
4）圆偏振光分析：在透振轴正交的二偏振片之间加入1/4波片，旋转至透射光强恢复为零处，从该位置再转动45°，即可产生圆偏振光。
此时若用检偏器转动检查，透射光强是不变的。
3）和4）应使用白屏观察。
5）利用冰洲石及可转动支架，观察和分析该晶体的双折射现象。
让自然光（例如钠光）通过支架上的一个小孔入射冰洲石晶体，用眼睛在适当距离能够看到光束一分为二；转动支架，又能判别寻常光（o光）和非寻常光（e光）。
进而用检偏器确定o光和e光偏振方向的关系。
课题3：阿贝成像原理和空间滤波
设计任务
1）设计实现阿贝成像光路
2）在阿贝成像原理光路中，物的信息以频谱的形式展现在物镜的后焦面上，利用空间滤波器实现阿贝－波特空间滤波的验证和演示。
考核标准：
1.由指导老师组成考核小组对小组中的每位同学进行考核
2.在规定的时间内完成叙述并回答问题
3.功能的实现程度及是否按制作要求制作
4.提交设计报告
5.作品完成的先后时间（作品及设计报告越早完成、上交，成绩也越高）。