《工程光学》教学大纲.docVIP

“工程光学”课程教学大纲 （课程编号：2211201 学分－学时－实验：3－4+8－） 东南大学仪器科学与工程学院 一、课程的性质与目的 二、课程内容的教学要求 1. 几何光学与光学设计 （1）几何光学基本定律与成像概念：掌握几何光学的基本定律、成像的概念和完善成像的条件、光路计算和近轴光学系统以及球面成像系统。 （2）理想光学系统：掌握理想光学系统的主要光学参数，熟练掌握理想光学系统的成像关系求解方法，以及理想光学系统的光组组合和透镜。 （3）平面与平面系统：掌握平面光学元件的成像特性，熟练掌握反射棱镜的转像判断方法，熟悉折射棱镜的相关参数和应用，了解光学材料的光学特性。 （4）光学系统中的光束限制：了解光阑的类型、作用和相关术语，通过几种具体光学系统的分析学会合理选择成像光束的一般原则，掌握光学系统景深的概念。 （5）光能与光度学：掌握辐射量和光学量的定义及其单位，熟知两种量值系统间的关系，以及光传播过程中光学量的变化规律，理解像面光照度公式，掌握光学系统总透射比的一般求解方法。 （6）光线的光路计算及像差理论：了解实际光学系统的单色像差和色差的基本概念、产生的原因及校正这些像差的方法。 （7）典型光学系统：熟知典型光学系统的成像特性和设计要求，以及主要光学参数等。 （8）现代光学系统：了解激光光学系统、傅里叶光学系统、光纤光学系统和光电光学系统的传输特性和成像机理，以及其成像特性和设计要求。 （9）光学系统的像质评价和像差公差：了解五种传统的像质评价方法以及几种光学系统允许的像差公差范围。 （10）光学设计：了解实际光学系统设计的一般步骤。 2. 物理光学 （1）光的电磁理论基础：掌握光的电磁性质、光的均匀媒质中传播的基本规律，以及光波叠加和复杂波分析的基本处理方法。 （2）光的干涉和干涉系统：掌握光干涉的条件、双光束干涉和多光束干涉，以及典型干涉系统和应用。 （3）光的衍射：掌握惠更斯-菲涅耳原理、典型孔径的夫琅和费衍射，以及光学成像系统的衍射和分辨本领，了解衍射光栅相关理论。 （4）导波光学基础：了解光波在介质波导和光纤中的传导模式、传播特性及导波光学器件的典型应用。 （5）光子学基础：了解光子学中的基本概念和关系式，以及光的量子性和应用。 三、实验内容和基本要求 1、实验学时数安排小时。 2、实验内容包括CAI教学和参观演示实验两部分。基本要求是通过CAI教学，帮助学生掌握课程的重点和难点；通过参观演示型实验，帮助学生增强对光学的感性认识。 四、能力培养的要求 1. 综合能力的培养：通过对经典光学系统和现代光学系统的学习，使该课程内容能够与我系学科方向高度融合，将应用光学知识与测控领域中的理论相结合，有利于培养光机电一体化的复合型人才。 2. 研究设计能力的培养：要求学生通过本课程的学习，初步具备对各种光学系统初始结构进行计算或确定计算步骤的能力和对计算结果的正确性进行判断或校核的能力。 3. 自学能力的培养：通过本课程的教学，要培养和提高学生对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力，以及围绕课堂教学内容，阅读参考书籍和资料，自我扩充知识领域的能力。 4. 表达能力的培养：主要是通过作业，清晰、整洁地表达自己解决问题的思路和步骤的能力。 5. 创新能力的培养：培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯，和对问题提出多种解决方案、选择不同计算方法，以及对计算进行简化和举一反三的能力。 五、建议学时分配 课 程 内 容 讲 课 习题课或课堂讨论 实 验 上 机 几何光学与光学设计 绪论 1 几何光学基本定律与成像概念 2 理想光学系统 3 平面与平面系统 3 光学系统中的光束限制 3 光能与光度学 3 光线的光路计算及像差理论 2 典型光学系统 3 现代光学系统 2 光学系统的像质评价和像差公差 2 光学设计 2 物理光学 光的电磁理论基础 3 光的干涉和干涉系统 3 光的衍射 3 导波光学基础 3 光子学基础 2 合计 40 六、考核方式 期末考试总评成绩＝平时（作业及考勤）10％＋期末考试90％ 七、教材及参考书 郁道银工程光学（第版），机械工业出版社，20.7 2、赵凯华，光学，北京大学出版社，2004玻恩、（美）沃耳夫 著、杨葭荪 译，光学原理（第版）牛顿　著、周岳明　等译，牛顿光学（第版） 3