《应用光学》教学大纲.docx

教学大纲

教学内容和目标

本课程包括几何光学、典型光学系统和像差理论三大部分，其后继实践是光学CAD课程设计。几何光学部分以高斯光学理论为核心内容，包括了光线光学的基本概念与成像理论、球面和平面光学系统及其成像原理、理想光学系统原理、光能和光束限制等基础内容；典型光学系统部分包括了眼睛、显微镜与照明系统、望远镜与转像系统、摄影光学系统和投影光学系统等成像原理、光束限制、放大倍率及其外形尺寸计算；像差理论详细叙述了光学系统的轴上点像差、轴外点像差和色差的形成原因、概念、现象、基本计算、典型结构的像差特征和校正像差的基本方法，为学生学习光学系统设计打下基础。

预修：微积分，大学物理学

课时安排：

理论学学时安排：

绪论和几何光学基本定律 3.5学时

（发光点、光线、光束和波面等概念，光的直线传播定律、独立传播定律、反射定律和折射定律、费马原理和完善成像）

球面与球面系统 3.5学时

（包括符号规则，单个折射球面成像特征，共轴球面系统等。介绍精密球面检测新方法与光学车间检验方法）

平面与平面系统 5学时

（包括平面镜、双平面镜、反射棱镜和折射棱镜、光学材料。介绍现代光学系统中一些特殊棱镜系统，如偏振分光棱镜、二色分光镜、分色合色棱镜等，介绍光学塑料、用于模压非球面的低软化点玻璃等新光学材料）

理想光学系统 7学时

（包括理想光学系统原始定义与成像原理、图解与光组组合、望远镜的理想光学系统模型，薄透镜与厚透镜。介绍学科前沿问题，开设科研讲座，开展课外小课题研究）

光学系统的光束限制 4学时

（包括孔径光阑、入射光瞳、出射光瞳、视场光阑、渐晕光阑、景深、远心光路。介绍摄影中景深的控制，现代液晶投影系统中的远心光路）

光度学基础 3学时

（包括光辐射基本概念与光学量通过光学系统的传输、光学系统透过率与像面照度。介绍学科前沿问题）

典型光学系统 12学时

（包括眼睛、放大镜、显微镜与照明系统、望远镜与转像系统、摄影和投影光学系统）(8)像差概论 7学时

（包括球差、正弦差、轴外像差、色差。引用国际通用软件Zemax演示像差现象）(9)波像差和像质评价 1学时 1学时

（包括波像差概念，与几何像差的关系，像差容限。引用国际通用软件Zemax演示，介绍波面检测）（各种像质评价方法。引用国际通用软件Zemax演示各种像质评价指标，介绍光学传递函数测试方法和仪器）

(10)习题讨论、复习课及期中考试6学时

（习题讨论，课外小课题研究报告，总复习等）

实验课学时安排

(1)光组的成像特性 3学时

（含透镜成像特性、光组组合、棱镜成像特性）(2)光组的焦距测量 3学时

（焦距仪的使用，长焦距、短焦距测量方法）(3)光学材料与样品的参数测量 3学时

（光学材料的折射率测量、棱镜角度误差测量）(4)典型光学系统实验 4学时

（望远镜视场与入瞳直径的测量、显微镜视场与放大率的测量、显微镜数值孔径的测量）(5)光学系统像质检验 3学时

（星点检验，照相系统成像质量检测）

教学方法和安排

本课程教学方式以课堂教学为主，实验内容紧密联系课程内容，但是实验室开放性实验，学生在网上进行实验登记，按照登记时间做实验。另外，课程还特别安排了两到三次课堂分组讨论，对本课程学习中的问题展开充分的思考和探讨，讨论时间安排在期中和期末考试之前。还安排了部分内容自学，为了达到更好的自学效果，分组对自学内容进行讲解，并马上做一个小测验。