《光学元件技术要求》教学设计
光学器件与应用教案
在现代光学领域中，光学器件与应用是不可或缺的一个重要组成部分。
光学器件是指将光学原理应用于实际的物体设计和制造，能够实现光线的控制、调节、转换和分析等功能的装置。
而应用方面，则更为广泛。
从光学通信、显微成像、光纤传感、光学测量、光学检测等领域，到各种用于光学娱乐、装饰、美容、医疗和安全等的产品，都需要光学器件的支持。
本教案主要是对光学器件与应用进行比较完整的介绍，以便更好地了解和掌握光学技术。
一、光学器件的基本组成光学器件的基本组成部分为光源、光学元件、信号处理和检测器。
1.光源光源是产生光线的设备，如激光器、荧光灯、刺激器等。
根据不同需求，光源可以是单色光源、多色光源、连续光源或脉冲光源。
2.光学元件光学元件是指各种光学器件，如透镜、棱镜、衍射光栅、偏振器、光纤等。
光学元件有多种功能，包括聚焦、分光、分束、旋转、弯曲等，而不同的元件也有各自的特点和应用场景。
3.信号处理光学信号处理涉及到一些专业设备，如光电转换器、频率可调激光器、光电检测器等。
通过信号处理，可以将信号处理后放大、整形、滤波等，以便进行下一步分析处理。
4.检测器检测器是记录传递到接收器上的光信号的设备，如电子游程、光电管和CCD摄像头。
检测器还可以根据信号在垂直、水平和颜色方面的变化，产生对应的输出信号，以明确光信号的性质。
二、光学器件的主要类型及应用1.透镜透镜是最基本且经典的光学元件之一，由一段透明材料组成，并可使光线发生折射，从而聚焦或散射光线。
透镜被广泛应用于望远镜、显微镜、相机、眼镜等领域。
2.棱镜棱镜也是基础光学器件，具有色散、分光、反射等功能，常用于光谱分析、天文学、生物学、物理学等领域。
3.衍射光栅衍射光栅是一种光学元件，用于将输入光束分散成不同波长的光，并将它们焦点在不同位置上。
衍射光栅的应用很广，如用于合成光，测试光的波长，以及各种光谱分析。
4.镜头镜头是一种用于成像的光学器件，由多个透镜或棱镜组合而成。
透过镜头的光线被扭曲和转向，以获得高清晰度、聚焦和放大的图像。
光学教学设计方案
案例一：光的反射实验
01 实验目的
探究光线在反射中的特性
02 实验步骤
准备反射实验仪器
03 实验结果
记录反射实验的数据
案例二：透镜成像实验
实验原理
透镜成像的光学原理 焦距与成像关系
实验方法
准备透镜及成像器材 调整实验环境
实验过程
观察透镜成像过程 记录实验数据
教学效果评估
分析成像实验结果 评估教学效果
提升教学方案质量
光学教学设计方案总结
教学设计方案优点 总结
提高学生学习兴趣 增强知识吸收能力 激发学习潜力
教学设计方案不足 之处
缺乏实践环节 评估方法不够全面 资源应用不够灵活
教师个人成长与反思
持续学习专业知识 反思教学方法 提升教学能力
光学教学设计方 案完善
为了进一步完善光学 教学设计方案，需要 不断调整教学设计方 案，更新教学资源， 改进教学评估方法。 这些工作都需要教师 和教育机构的共同努 力，以提升教学质量， 促进学生综合能力的 发展。
● 07
第7章 结束语
感谢聆听
在光学教学设计方案 中，充分理解光学原 理，有助于学生更好 地理解世界的奥秘。 感谢您的聆听，希望 这份教学设计能够为 您的教学工作带来启 发和帮助。
光学实验步骤
准备实验器 材
包括激光器、凹 透镜等
进行实验操 作
按照步骤逐步进 行实验
观察实验现 象
记录实验结果并 进行分析
漫反射
在粗糙表面上发 生的反射，反射 角的方向不规则， 多个方向发射。
镜面反射
在光线与光滑表 面相交时产生的 反射现象，反射 角等于入射角。
光的折射
折射定律
折射定律是光线 从一种介质射向 另一种介质时， 使折射角和入射 角之比等于两种 介质折射率之比。
光学元件技术要求与检验国际新标准课件
学习交流PPT
29
4.2.2 关于PV值及Power值与N及ΔN
• 无严格对应关系
• 对于较好的波面： • 对于不规则波面：
2PV（Power）≈ N
2│PV- Power│≈ΔN 2 Power ≈N
学习交流PPT
30
结论
P PSD C/D
学习交流PPT
17
3.4 其它部分
• 关于列表方式（Part 10）
学习交流PPT
18
• 关于非公差数据 Part 11给出一系列数据 Leica公司也给出一系列参考数据
学习交流PPT
19
• 关于非球面
非旋转对称
椭球面 双曲面 抛物面 锥面（ab）
柱面
非球面 绕Z轴旋转对称面
差异 *表面粗糙度;*干涉波面描述;….. ◊1980年4月16日通过 ◊1996年发布1,2,3,5,6,7,9,10
1997年发布4,8,11,12,13
学习交流PPT
6
ISO10110
Optics and Optical InstrumentsPreparation of Drawing for Optical Elements and Systems.
• 新国标的修订方面： 直接全面采用？ 修改制定国标？
学习交流PPT
53
6 结语
• ISO10110内容及其丰富 • 仅就个人感到重要的几个内容作粗浅的说明 • 可能有不妥之处，愿与大家共同讨论
学习交流PPT
54
祝同行工作愉快！ 身体健康！
谢谢！
学习交流PPT
55
学习交流PPT
光学元件技术要求与检验国际新标准.ppt
G Rq L
PM Rq C/D
P PSD C/D
3.4 其它部分
• 关于列表方式（Part 10）
• 关于非公差数据 ➢ Part 11给出一系列数据 ➢ Leica公司也给出一系列参考数据
• 关于非球面
非旋转对称
椭球面 双曲面 抛物面 锥面（ab）
柱面
非球面 绕Z轴旋转对称面
椭球面 双曲面 抛物面
球面 锥面（a=b） 平面（斯密特校正板）
坐标轴不重合的回转面 环带面
4. 值得关注的若干问题 4.1 分级相反的规定
材料缺陷-非均匀性及条纹的分级与国 内标准分级含义恰恰相反。
ISO 数字小
国标 数字小
值大（差） 值小（高） Hoya都如此见附录4.1
Schotl、
附录4.1 国标光学均匀性及条纹度
3. 基本内容与说明 3.1 基本内容
ISO10110包括十三个部分，大致 分四个方面：
第一，一般规范：Part1 概述 第二，光学材料缺陷，包括：
Part2 应力双折射 Part3 气泡与杂质 Part4 非均匀性与条纹
第三，表面特性，包括： Part 5 表面面形偏差 Part 6 中心偏差 Part 7 表面缺陷公差 Part 8 表面微观轮廓
B/G×J ；CN×B；Pz
➢ 表面粗糙度（GB1031-83《机械…》）
Ra=0.012m ▽14
• ISO10110-7
Ⅰ. 5/N×A；CN’ ×A; LN”×A”; EA’” Ⅱ. 5/TV或RV，EA’”
• 用Suface texture
• 无严格对应关系
• 对于较好的波面： • 对于不规则波面：
2PV（Power）≈ N
光学制造技术课程设计
光学制造技术课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握光学制造技术的基本概念、原理和应用，培养学生对光学制造技术的兴趣和好奇心，提高学生的实践能力和创新精神。
具体来说，知识目标包括了解光学制造技术的基本原理、掌握光学制造技术的基本工艺和方法，以及了解光学制造技术的应用领域和发展趋势。
技能目标包括能够运用光学制造技术的基本原理和工艺方法解决实际问题，能够进行光学制造技术的实验操作和数据分析。
情感态度价值观目标包括培养学生对科学探索的热爱和责任感，培养学生团队合作和交流表达能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括光学制造技术的基本概念、原理和应用。
具体来说，包括光学制造技术的基本原理，如光的传播、光的折射、光的干涉和衍射等；光学制造技术的基本工艺和方法，如光学成像、光学测量、光学加工和光学检测等；以及光学制造技术的应用领域和发展趋势，如光学镜头、光学仪器、光电子器件等。
三、教学方法本课程的教学方法主要包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
通过讲授法，向学生传授光学制造技术的基本概念、原理和应用；通过讨论法，引导学生进行思考和交流，培养学生的创新思维和问题解决能力；通过案例分析法，让学生了解光学制造技术的实际应用和挑战；通过实验法，让学生亲自动手进行光学制造技术的实验操作和数据分析，提高学生的实践能力和科学素养。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
教材和参考书用于提供光学制造技术的基本概念、原理和应用的理论知识；多媒体资料用于展示光学制造技术的实验操作和数据分析；实验设备用于进行光学制造技术的实验操作和数据分析。
通过选择和准备适当的教学资源，可以支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
五、教学评估本课程的教学评估方式包括平时表现、作业、考试等。
平时表现评估学生的出勤、课堂参与度、提问和回答问题的情况等；作业评估学生的练习和作业完成情况，包括正确性和提交时间；考试评估学生的知识和技能掌握情况，包括期中和期末考试。
光学技术与光学仪器应用教学设计方案
项目实践数据分析
● 06
第六章 总结与展望
课程总结
本课程通过教学设计 方案帮助学生全面理 解光学技术和光学仪 器应用。学生通过学 习掌握了光学基础知 识、光学仪器原理和 光学技术在各领域的 应用。本节将对本课 程的教学效果进行总 结和评价。
未来展望
广阔的发展 前景
光学技术在未来 有着广阔的发展
探讨激光器在材料加工中 的应用
说明激光通信技术的发展
光学显微镜和成像系统
光学显微镜和成像系统在生物医学和材料科学中 有重要应用，学习光学显微镜和成像系统的原理 可以帮助学生理解样品的结构和性质。本节将介 绍光学显微镜和成像系统的构成、成像原理和应 用案例。
● 04
第四章 光学技术在各领域的 应用
感谢观看
THANKS
课程大纲
光学基础知识
光的性质 光的传播 光的干涉
光学仪器的原理与 设计
光学技术在各领域的 应用
实验与实践
透镜系统 望远镜
显微镜
通信领域 医疗领域
制造领域
光的折射实验 光的反射实验
光的色散实验
实践能力的培养
实验设计
理论与实践结合
创新意识
鼓励新思路
团队合作
共同探讨
问题解决
挑战思维能力
● 02
第2章 光学基础知识
光学成像技术在 医学中的应用
光学成像技术在医学 影像诊断中起着关键 作用，帮助医生观察 和诊断病变。学习光 学成像技术可以使学 生了解医学影像设备 的工作原理，为未来 的医学行业做好准备。 本节将介绍医学影像 设备中光学成像技术 的原理和应用案例。
光学通信技术在现代通信中的应用
主流技术
光学材料与元件制造教学设计
光学材料与元件制造教学设计前言随着科学技术的不断发展，光学技术在各个领域中得到了广泛应用，对于提高人类生活水平和推进社会进步具有重要意义。
因此，光学制造技术的提高和光学材料的研发成为当前的热点问题。
在这个背景下，本教学设计旨在通过对光学材料与元件制造进行深入教学，提高学生对光学学科的理解能力和实践能力。
教学目的1.了解光学材料与元件制造的基本原理和发展历程，了解制造技术的现状和未来趋势。
2.掌握光学材料的制备和加工技术，了解光学元件的制造工艺及其特点。
3.培养学生的实践能力和创新意识，提高学生的科学和工程素养。
教学内容第一章光学材料的制备与加工技术本章主要介绍光学材料的基本原理、种类以及制备和加工技术，学生将通过课堂教学和实验学习了解光学材料的制造过程，掌握不同材料的制备和加工技术，探索材料的性能和工艺之间的关系。
具体内容包括：1.光学材料的种类和应用领域2.光学材料的基本原理和物理特性3.光学材料的制备和加工技术4.光学材料的性能测试和应用案例第二章光学元件的制造工艺本章主要介绍光学元件的制造原理和工艺流程，学生将通过课堂教学和实验学习了解光学元件的制造过程，掌握不同元件的制造工艺及其特点，了解元件制造中常见的问题和解决方法。
具体内容包括：1.光学元件的种类和应用领域2.光学元件的制造原理和工艺流程3.光学元件的加工设备和工艺参数4.光学元件的质量控制和检测方法第三章实验设计为了能够更好地学习和掌握光学材料与元件制造技术，本教学设计还包括一系列的实验设计，让学生通过实际操作，深入理解和掌握课程内容。
实验设计包括：1.光学材料的制备和加工实验2.光学元件的加工和性能测试实验3.光学制造中常见问题的解决方法实验教学方法本教学设计主要采用以下教学方法：1.理论讲授：通过教师讲授、多媒体展示等方式，对光学材料与元件制造的基本理论进行讲解，帮助学生建立正确的学科认识和基础知识体系。
2.实验教学：通过实验操作，让学生亲身参与光学材料与元件的制造过程，提高学生的实践操作能力和创新意识。
光学零件加工技术第二版课程设计
光学零件加工技术第二版课程设计一、设计思路和目的这次课程设计旨在通过对光学零件加工技术的深入研究，掌握高精度加工、精密进给和优化加工等方面的技术方法，提高学生的实际操作技能和加工质量。
同时，本设计还旨在提高学生的独立思考能力和创新能力，帮助学生理解光学零件加工技术的原理和应用。
二、设计内容和步骤步骤一：确定加工材料和零件首先，需要选定加工材料和零件，以进行下一步的加工。
步骤二：制定加工方案制定针对该零件的加工方案和加工工艺流程。
包括刀具、刀杆的选型、装夹方式和加工路径等。
步骤三：实际操作加工按照制定的加工方案和流程进行实际加工操作，调整加工参数，保证加工精度和表面质量。
步骤四：质量检测和分析对加工后的零件进行质量检测和分析，包括表面粗糙度检测、尺寸精度测量和形状公差检验等。
步骤五：处理加工中遇到的问题整理加工中遇到的问题，分析原因并提出解决方案，以便提高加工效率和质量。
三、课程要求和注意事项本设计要求学生对光学加工中常用的加工方法、加工参数以及加工设备进行认真学习和研究，掌握光学零件加工的基本原理和进展。
此外，还要求学生具备独立思考和创新能力，善于总结和提炼问题，形成自己的思维方式和思考模式。
加工过程中需要注意安全，严格按照操作规程执行，保持机器设备的良好状态和维护。
加工过程必须严格遵守机床操作安全规范，如戴好工作帽、手套等防护用具，避免因意外事故而对自身和他人造成伤害。
四、总结通过本次课程设计，学生将深入了解光学零件加工技术的基本原理和应用，了解不同加工方法和加工参数的优缺点，掌握高精度加工、精密进给、优化加工等方面的技术方法，提高实际操作能力和加工质量。
最重要的是，提高学生的独立思考和创新能力，为今后的进一步学习和实践打下良好的基础。
光学零件通用技术要求
级
ΔR(µm)
相对R名义尺寸的百分比
A
0.5 1.0
2.0
0.02
0.03
0.03R/1000
B
1.0 3.0
5.0
0.03
0.05
0.05R/1000
四、曲率半径R
❖ 透镜表面的曲率半径应该符合国标规定。 ❖ n的取值为1000,500,250,125,公比
q n 10
五、表面粗糙度
① 轮廓最大高度—Ry
❖ ΔN应由光学设计确定。
❖ N和ΔN的取值应协调一致。一般ΔN= （0.2~0.1）N
曲率半径及面形精度
三、标准样板精度等级△R
❖ 标准样板的精度ΔR分为A、B两级。
精
标准样板的曲率半径R
度 0.5~5 ＞5~10 ＞10~35 ＞35~350 ＞350~1000 ＞1000~4000
等
半径允差
方案之1： 球径仪测量曲率半径
方案之2: 轮廓仪测量面形
方案之3:光圈检验
表面形状公差（N 、ΔN）
❖对光圈数N和局部光圈ΔN的要求
光波在被检光学表面与参考光学表面 间由于干涉所形成的条纹。它表示被 检光学零件表面曲率半径误差。
R 4NR2
D2
❖ 被检光学零件表面与参考光学表面由干 涉所形成的干涉条纹的不规则程度，它 表示面形精度。
I
第二光学平行差
II
棱差的分类
2、屋脊棱镜的双像差
棱镜的其他要求
• 保护性倒角
最短棱边 长度 3--6 >6~10 >10~30 >30~50 >50
二面角倒角 宽度
三面角倒角 宽度
倒角位置
0.1 + 0.1 0.2+0.2 0.4+0.3 0.6+0.4 0.8+0.5
光学零件加工技术第二版教学设计
光学零件加工技术第二版教学设计一、教学目标1.掌握光学零件加工的相关知识，了解光学加工的工艺与流程；2.理解常见光学元器件的结构和特点，熟练操作加工工具，掌握光学零件的加工方法和技巧；3.通过理论课程和实验课程的有机结合，让学生掌握光学元器件的加工技术和实际应用的能力；4.提高学生的工程设计和实现能力，拓宽学生的光学技术应用领域。
二、教学内容1. 光学零件加工工艺和流程1.概述光学零件加工的流程和方法；2.介绍加工设备和工具；3.形状加工、平面加工、孔加工、切割加工等光学零件加工技术。
2. 常见光学元器件的结构和特点1.球面镜、圆柱镜、棱镜、透镜等光学元器件的结构和特点；2.球面镜的加工和检测技术；3.其他光学元器件的加工技术。
3. 光学零件加工实验1.光学零件加工设备和工具的操作；2.数控加工机床的使用；3.光学零件准确度检测及使用实例。
4. 光学元器件加工实践1.光学元器件的加工设计和实现；2.实例分析光学元器件加工的案例；3.学生自主实践项目设计和完成。
三、教学方法1.讲授法和案例分析法相结合；2.实验操作与教学课程形成有机结合；3.课程综合考核，包括理论知识考核、实验操作考核和实际工程设计与实现考核。
四、教学建议1.注意理论课程和实验课程的协同设计；2.加强实践操作的指导与训练；3.强化工程设计和实现能力的培养；4.鼓励学生自主实践项目的设计和完成。
五、教材及参考书•《光学加工技术》（陈晓光，李建国主编，机械工业出版社）•《光学制造工艺学》（刘立华主编，北京航空航天大学出版社）•《数控加工中的光学零件加工技术》（李志平主编，机械工业出版社）六、教学进度教学内容学时光学零件加工工艺和流程 6常见光学元器件的结构和特点 6光学零件加工实验10光学元器件加工实践8课程期末考试 2七、教学评估方法1.期中考试占30%的成绩；2.实验和上机操作占30%的成绩；3.课程设计报告占20%的成绩；4.期末考试占20%的成绩。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
——第二章教学内容—“无色光学玻璃”小结
一、教案头
本次课标题——第二章教学内容—“无色光学玻璃”小结
授课专业
光电仪器制造与维修
授课年级
20XX级（高一）
课时
1课时（45分钟）
地点
多媒体教室
教学内容
通过教师的引导，学生分小组完成工作任务单（一）：第二章教学内容——“无色光学玻璃”的小结。
光学材料包括（光学玻璃、光学晶体、光学塑料），光学玻璃又包括（无色光学玻璃、有色光学玻璃、特殊光学玻璃）。无色光学玻璃是光学材料的重要内容，光学零件冷加工的主要对象以及学生就业以后主要从事的都是无色光学玻璃的加工，无色光学玻璃的重要性显而易见。
设计思路
按每组6人（根据学习成绩、个性特点等）进行分组，通过分小组的教学组织，降低个体学习的难度，将学生的个体差异转变为教学资源，让学生在参与合作中互相学习并发挥自己的优势和特长，各有所得。
②展示09光电4班《光学冷加工》第五章——球面精磨的三种总结
讲授、
课件演示
观察、
思考
5分钟
深化
（合作学习）
各小组完成工作任务单（一）
巡视、
观察、
调控
个人操作小组讨论
20分钟
归纳
（成果展示、评价）
各小组展示
对各小组的成果进行自评、互评及点评
教师点评
各小组
展示作品
推选代表发言：自评及互评
10分钟
总结
无色光学玻璃的主要内容及学习重点
在教学中，采用任务引领、教师示范、参考资料、课件展示分析、合作探究等方式组织教学活动，教师要做好组织、指导和服务工作，善于捕捉学生学习过程中存在的问题，及时归纳知识要点和适时反馈。
学生通过对无色光学玻璃的小结能拓展延伸到对光学玻璃的小结。
教学重点
无色光学玻璃的主要内容及学习重点
教学难点
学生对“无色光学玻璃”学习重点的把握，小结的各种方式
学情分析
本次课是在学生完成第二章教学内容学习的前提下开展的工作任务，学生清楚教学内容，对学习重点的归纳以及小结的方式方法有一定的难度。相信通过教师引领、提供参考资料、小组合作探究及激励机制能够完成教学任务。
教材分析
本次课选自光电仪器制造与维修专业《光学元件技术要求》的第二章光学材料的内容，《光学元件技术要求》是专业基础课，是为专业课《光学零件加工》打基础的。
教学方法
任务引领、小组协作
教学工具
课件、任务单、评价单
二、教学设计：（教学过程）
教学环节
教学内容
教师
活动
学生活动
时间
分配
告知
（教学内容、目的）
通过小结掌握无色光学玻璃的主要内容及学习重点
讲授、
课件演示
2分钟
引入
（任务引领）
完成工作任务单（一）——
无色光学玻璃小结
课件演示
2分钟
引领
（学习借鉴）
①展示知识框架图
③改进之处：组内合作技巧需要进一步改进，提高小组每个成员的参与度，评价表进一步完善更合理、易于操作。
三、板书设计
课件展示
观察
4分钟
作业
（拓展延伸）
布置工作任务表（二）——“光学玻璃”小结
2分钟
反思
（课后）
①以能力训练为目标：在设定教学目标时充分考虑了整章的总体目标和本节课要实现的课堂目标，在教学内容的安排上，充分调动了学生的积极性，因此绝在多数学生都完成了课堂目标。
②合适的教学方法：本节课在教学方法上选择了基于任务的小组协作学习，以学生合作探究为主，注重培养学生的信息素养并提高其综合运用信息的能力。在这种方式下，学生感受到同学之间既是竞争对手，又是促进学习的帮助者。在协作学习过程中，不只是知识、信息的交流与研讨，更重要的是语言的表达、思想的沟通、情感的交融、性格的磨合，从而提高了学生的组织能力、交往能力和自主学习的能力。
教学目标
能力目标
知识目标
情感目标
①能利用各种方式完成工作任务；
②自主学习、协作学习能力、竞争能力；
③体验合作，增强沟通交流、组织协调和口头表达能力。
①掌握“无色光学玻璃”的主要内容；
②清楚“无色光学玻璃”的学习重点。
①帮助学生感受成功增强自信，培养学生团结协作精神及竞争意识，适应职场的需要。
②采用小组考核的激励机制，提高学生的学习兴趣，达成教学目标。