《光学系统设计与工艺》是光电信息科学与工程和测控技术与仪器等专业的专业课。学习本课程要求学生具备必要的应用光学基础知识。在光学系统设计与工艺课程中,介绍了光学系统的像质评价指标、光学设计软件的使用方法、像差理论,介绍了望远镜物镜、显微镜物镜、目镜、照相物镜以及光学工艺等方面的设计方法和相关知识。通过本课程的学习,对树立学生严肃认真的科学作风和理论联系实际的工程观点,培养学生的科学思维能力、分析计算能力、实验研究能力和科学归纳能力都有重要的作用。
光学系统设计与工艺的教学内容主要分为三部分:第一部分内容包括光学系统的像质评价指标和像差理论基本知识。第二部分内容包括国际上主流光学设计软件ZEMAX的介绍和使用方法。第三部分内容包括望远镜物镜、显微镜物镜、目镜、照相物镜的设计方法以及光学工艺方面的知识。
本课程预期学习成果:
(1)知悉和理解光学系统的像质评价方法和像差理论知识,掌握采用各种像质评价方法对光学系统开展成像质量评价等内容;
(2)能够利用初级像差理论解决光学系统初始参数求解的问题,解决光学设计软件的初始建模的问题,解决利用光学设计软件来评价光学系统成像质量的等问题;
(3)能够利用光学自动设计原理和程序方面的知识,以及国际主流光学设计软件Zemax,对望远镜物镜、显微镜物镜、目镜、照相物镜等典型光学系统的进行优化设计,形成一个光电仪器设计、光学系统设计工程师所拥有的光学系统设计与工艺的正确行为习惯、良好意识和思维模式;
(4)能够驾驭光学系统设计和技术领域的工程技术工作,具备公差分析的能力,具备光电仪器设计工程师的基本和良好的科学素养。
使学生能够学习光学系统的像质评价指标和像差理论基本知识,了解并掌握国际上最为流行的光学设计软件ZEMAX的介绍和使用方法,掌握望远镜物镜、显微镜物镜、目镜、照相物镜的设计方法以及光学工艺方面的知识。学习本课程可以为后续的专业课程学习打下坚实的基础,对于培养新世纪的高素质科技人才具有非常重要的意义。
应用光学;工科数学分析
本课程的学习环节包含:观看讲课视频、完成每周的课后作业、完成单元测验题、参与课程讨论、参加期末考试。
课程学习成绩由三部分构成:
(1)课后作业:在每一周结束后,需完成课后作业,占课程成绩的20%。
(2)单元测验:课程会设置3次单元测验,题型为选择题,每次单元测验分数占课程成绩的10%;总共占课程成绩的30%。
(3)课程考试:课程结束后,学生可以参加课程的最后考试,成绩占50%。
完成课程学习并考核合格(>=60分)的可获得合格证书,成绩优秀(>80分)的可获得优秀证书。
注:依据平台要求,MOOC平台不再支持免费电子证书,只提供认证证书。
1.黄一帆,李林.光学设计教程[M].北京:北京理工大学出版社,2018.
2.袁旭沧.光学设计[M]. 北京:北京理工大学出版社,1998.
3.李林,黄一帆,王涌天.现代光学设计方法[M].北京:北京理工大学出版社,2015.
4.李林,安连生. 计算机辅助光学设计的理论与应用[M]. 北京:国防工业出版社,2002.
5.李林,黄一帆. 应用光学[M]. 北京:北京理工大学出版社,2017.