《光学制造技术》
实训指导书
福建省闽南理工学院
光电与机电工程系
目录
实训一：光学零件的粗磨加工实训二：光学零件的精磨加工实训三：光学零件的光圈识别实训四：光学零件的抛光工艺实训五：透镜的定心磨边
实训一、光学零件的粗磨加工
一. 实验目的:
1. 掌握铣磨机的基本原理.
2. 了解铣磨加工的整个操作过程
3. 了解铣磨机的工作原理和操作方法
4. 了解被加工零件的尺寸及技术要求
5. 了解铣磨零件的检验方法
二. 实验内容
1. 看懂光学零件粗磨工艺图纸
2. .
铣磨原理
3. 铣磨公式
r
D R r R D M M
±=
+=
α
αsi n
2)
(2si n
4. 机床结构
5.疵病分析
中心调整误差的影响
中心调整量的改变直接影响半径误差。存在中心调整误差△值时，曲率半径产生dR 的误差，并且dR 随△的增大而增大。不论是外凸包，还
是内凸包，无论是凸球面，还是凹球面均如此
外凸包和内凸包
（a ）磨轮未到工件中心，（外凸包）
( b ）磨轮超过工件中心，（内凸包）
（ c ）磨轮位于工件中心。
6．铣磨夹具
三.实验方法
1.看懂光学零件工艺图纸
外径，曲率半径，中心厚度及其公差
2..铣磨原理
根据铣磨公式埋解铣磨原理
3.砂轮参数
砂轮外径，粒度，浓度，硬度
4.机床结构
磨头，工件轴，角度调节机构，冷却系统，电气控制系统
5.冷却方式
内喷，（外喷），冷却液，位置调节，喷速调节，效果分析
6.操作步骤
装夹具，磨头位置，角度调节，中心调节，开机，工件转速调节，进刀速度调节，进刀位置调节，安装及夹紧工件，试磨，分析，调整（角度调节，中心调节），再试磨……..直至合格
7.质量检验
曲率半径，厚度，表面粗糙度，疵病分析
8.总结:
四.注意事项:
⑴遵守工厂纪律.
⑵服从指导老师安排.
⑶不得在车间内喧哗.
认真观察，理解操作过程
五.要求:
写出所给透镜的加工过程，.并对质量进行分析.
实训二、光学零件的精磨加工
一。实验目的:
1．掌握研磨的基本原理.
2．了解镜片上盘过程。
3．了解精磨加工的整个操作过程
4．了解轴机的工作原理和操作方法
5．了解被加工零件的尺寸及技术要求
6．了解零件精磨后的检验方法
二。实验内容
1看懂光学零件精磨工艺图纸
2.精磨原理
精磨的目的
保证工件达到抛光前所需要的面形精度，尺寸精度和表面粗糙度。
精磨的方法分为散粒磨料精磨和金刚石精磨。前者称为古典法精磨，又称自由研磨，后者称为高速精磨。
3镜盘参数
4机床结构
5加砂方式
6操作步骤
7光圈控制
如何在精磨中保持精磨摸表面曲率半径的稳定
（一）精磨模与镜盘的相对尺寸
精磨模与镜盘的相对尺寸是指其直径比（平模或大曲率半径的球模）或矢高比（球模）。
在散粒磨料精磨中，不管是镜盘还是磨盘．凡是位于上面的总要比下面的尺寸为小．这是因为上模要摆动的关系．假如上模与下模的尺寸相同，上模边缘的磨削机会太少．上模有翘边的趋势．
精磨模与镜盘的相对尺寸是指其直径比（平模或大曲率半径的球模）或矢高比（球模）。
在散粒磨料精磨中，不管是镜盘还是磨盘．凡是位于上面的总要比下面的尺寸为小．这是因为上模要摆动的关系．假如上模与下模的尺寸相同，上模边缘的磨削机会太少．上模有翘边的趋势．
（二）摆辐的大小
摆幅越大．上模的中部与下模的边部磨削较多，所以．摆幅的大小应当合适。一般来说，对于平模，上模摆动的直线距离约为下模直径的0.45 ～0.65范围内．对于球模来说，上模摆动的角度2p 约为下模张角2γ的0.4 ～0.55 范围内．
（三）顶针的前后伸缩
顶针的前后伸缩是指上模中心偏离下模中心，向着垂直于摆幅方向的位移，此位移量对于平面可取摆幅大小的0～0.1 ，对于球面为0～0.4
（四）主轴转速与上模摆速之比
实际上就是主轴转速与偏心轮转速之比．主轴转得越快．下模的边缘磨削较多，偏心轮转得越快，上模与下模的中心部分磨得快．对于平面来说，主轴转速为摆速的0.4 ～0.8 倍，对于球面来说为1- 2 . 5 倍．
8质量检验
9疵病分析
四.实验方法
1.看懂光学零件工艺图纸
曲率半径，中心厚度及其公差
2..精磨原理
根据余弦磨耗公式埋解精磨原理
3.镜盘参数
镜盘外径，成盘情况，张角，中间片数
4.机床结构
工件轴，摆架，摆幅摆位调节机构，电气控制系统
5.加砂方式
磨料牌号，各道粒度，效果分析
6.操作步骤
上盘，机床摆幅摆位调节，中心调节，开机，工件转速调节，加砂，厚度控制，前道光圈高低识别，初始接触位置判断，两道精磨间的匹配。
7.质量检验
光圈高低，厚度，表面粗糙度，疵病分析
8.总结:
四.注意事项:
⑴遵守工厂纪律.
⑵服从指导老师安排.
⑶不得在车间内喧哗.
⑷认真观察，理解操作过程
五.要求:
写出所给透镜的加工过程，.并对质量进行分析.
实训三、光学零件的光圈识别
一。实验目的:
1．掌握光学样板检验的基本原理.
2．了解光学样板的种类及适用范围。
3．掌握光圈识别的基本技能
4．了解通过光圈分析工艺问题的方法
二。实验内容
1样板检验原理
当光学零件的被检表面和样板的工作表面（参考表面）相接触时，由于两者的面形不一致，产生一定的空气隙，当波长为入的光射到空气隙上，便形成等厚干涉条纹，从等厚于涉知道．相邻两亮条纹之间空气隙厚度差近似为λ/2 ，即通常所说的一个干涉条纹（光圈）相当于空气隙厚度变化为λ/2 ，因此，光圈数为N 部位所对应的空气隙厚度变化为N ·λ/2 ．所以，光学零件的面形精度可以通过垂直位置观察到的千涉条纹的救量，形状、颜色及其变化来确定．
光学零件面形精度的三项内容
（一）被检光学表面的曲率半径相对于参考光学表面曲率半径的偏差，称为曲率半径偏差，以N 表示．这种偏差产生一定数量的光圈。
（二）被检光学表面在相互垂直方向上的曲率半径相对参考光学表面曲率半径的偏差不相等，称为象散偏差，以△1N 表示．这种偏差在相互垂直方向上的干涉条纹数量不等。
（三）被检光学表面的局部区域相对于参考光学表面的偏差，称为局部偏差，以△2N 表示．这种偏差在任一方向上产生局部不规则的干涉条坟．2.光学样板的分类及级别
3光学样板的使用方法
4高圈和低圈的识别方法
a ．周边加压法
低光圈当空气隙减小时．条纹从边缘向中心移动，
高光圈当空气隙减小时．条纹从中心向边缘移动
b ．色序法当光圈数N > 1,白光照明时：
低光圈从中心到边缘光圈的颜色序列为”蓝，红、黄”
高光圈从中心到边缘光圈的颇色序列为”黄，红、蓝”
c 、一侧加压法
当光圈数N ＜1
低光圈条纹弯曲的凹向背着加压点A ,
高光圈条纹弯曲的凹向朝着加压点A ,
5不规则光圈的识别
6局部误差的分析
7光圈误差原因分析
五.实验方法
1.看懂光学零件工艺图纸
光圈数，光圈局部误差
2.光学样板的选用：
样板外径与工件外径应相同或相近。
3.光学样板的使用方法
样板与工件不能相互搓动，只能轻轻放上，垂直施压
4.高圈和低圈的识别方法
加压法：在四周加压，光圈往里收缩为低圈，反之高高圈。
色序法：红光与黄光次序。红光在里为低圈，反之为高圈
5.不规则光圈的识别与分析
根据具体情况分析
6.不规则光圈的识别与分析
与教师和工艺专家共同研究、分析
7.总结:
四.注意事项:
⑴遵守工厂纪律.
⑵服从指导老师安排.
⑶不得在车间内喧哗.
⑷认真观察，理解操作过程
五.要求:
写出所给透镜光圈情况，.并对质量进行分析. 附：国家标准样板标准光圈
实训四、光学零件的抛光工艺
一。实验目的:
1．掌握抛光的基本原理.
2．了解镜片抛光过程。
3．了解抛光加工的整个操作过程
4．了解光圈控制原理和操作方法
5．了解被加工零件的尺寸及技术要求
6．了解零件抛光后的检验方法
二。实验内容
1看懂光学零件完工图纸
2.抛光原理
光学零件的抛光是获得光学表面最主要的工序。其目的：
一是去除精磨的破坏层，达到规定的表面疵病要求，
二是精修面形，达到图纸耍求的光圈和局部光圈，最后形成透明规则的表面。古典法抛光是一种历史悠久的光学抛光方法，它是在研磨一抛光机上，采用抛光柏油制成的成型工具和散粒抛光剂来加工精磨后的光学零件．3镜盘参数
抛光模由抛光模层和抛光模基体构成．抛光模层直接与被抛光零件表面紧密接触，除承载抛光粉颗粒外，还参与抛光过程的物理化学作用．古典法抛光的抛光模层材料是抛光柏油
对于球面抛光模．由于球面零件抛光后要求低光圈，所以球面抛光模的面形应与其相适应．在计算抛光模基体的曲率半径R pjt时．抛光模的曲率半径取球面零件的曲率半径R ，但符号相反．
4机床结构
5加抛光液方式
6操作步骤
玻璃的抛光过程基本上分为两个阶段：
第一阶段去除凹凸层
第二阶段去除裂纹层．
第一阶段开始时，抛光模与工件表面的凹凸层峰点接触，使被抛光的玻璃表面受到相当大的单位压力，同时凹凸层为抛光液充分附着在整个表面提供了良好条件，因此，抛光作用十分明显．随着抛光过程的继续，抛光模与工件接触面积增大．抛光液附着程度降低，单位压力减小，从而使抛光过程变得缓慢．
当抛光进入第二阶段，抛光面达到裂纹层时，整个玻璃表面与抛光模完全接触，抛光过程趋于稳定、缓慢，这时抛光模开始钝化，
抛光再继续，钝化越加剧，抛光效率进一步下降．抛光模的钝化程度取决子抛光过程的持续时间，由于抛光必须抛到裂纹层以下，所以持续时间直接由裂纹层深度决定．从这个意义上讲，精磨后表面应具有较小的裂纹层
深度，以利于抛光．
7光圈控制
生产中，由于各种工艺因素的影响，使得光学零件的面形精度超出规定的要求，克服或消除这种现象的过程称为光圈修正,它是光学抛光中获得所要求面形精度的主要环节．在光圈修正中首先要正确认识光圈．分析抛光模的特征（面形．材料的性能等），掌握抛光过程中光圈变化的趋势，然后采取适当的措施。
光圈高（低）的修正是使工件（或镜盘）中央部位相对于边缘部位多抛（少抛），在古典法抛光中，从法向分力的角度考虑，改高光圈时应加重，改低光圈时应减轻。但由于抛光模在抛光中有变形，改低光圈应抛得紧些．改高光圈应抛得松些．改高光圈时若压力增大，必然会便抛光模变形．抛得很紧，因此．改高光圈时宜轻，改低光圈时应重．
8质量检验
9疵病分析
六.实验方法
1.看懂光学零件工艺图纸
曲率半径，光圈数，光圈局部误差，表面疵病等级
2..抛光原理
根据抛光三大机理埋解抛光
3.镜盘参数
镜盘外径，成盘情况，张角，中间片数
4.机床结构
工件轴，摆架，摆幅摆位调节机构，电气控制系统
5.加抛光液方式
抛光粉牌号，粒度，效果分析
6.操作步骤
制作抛光模，机床摆幅摆位调节，中心调节，开机，工件转速调节，加
抛光液，时间控制，前道光圈高低识别，初始接触位置判断，光圈打高
打低的操作。
7.质量检验
光圈高低，表面粗糙度，疵病分析
8.总结:
四.注意事项:
⑴遵守工厂纪律.
⑵服从指导老师安排.
⑶不得在车间内喧哗.
⑷认真观察，理解操作过程
五.要求:
写出所给透镜的加工过程，.并对质量进行分析.
实训五．透镜的磨边
一。实验目的:
1．掌握磨边的基本原理.。
2．了解光学对中磨边的定中心原理。
3．了解磨边加工的整个操作过程。
4．掌握透镜球心象计算方法和找象操作方法。
5．了解被加工零件的尺寸及技术要求
二。实验内容
1．光学定心磨边机机床结构
透镜中心误差定义
透镜中心误差定义为：光学表面定心顶点处的法线对基准轴的偏离
定心顶点是光学表面与基准轴的交点．
2．自准直定心仪结构
自准显微镜观察法光学原理
从十字分划 A 发出的光线，由垂轴放大率为β的自准显微物镜对被检透镜的光学表面曲率中心聚焦（该位置称为校正点），经被检面反射回来的十字分划象（称为球心反射象）位于显微镜分划板上A’处．旋转夹头时，十字分划象A ’亦随之跳动．如果透镜的球心偏为a ，则象A ‘的跳动量为4aβ
通常不是确定其值，而是看象A’在网状分划板上跳动范围．若分划板的分划值为 b ，则允许象 A ’的跳动格数为m=4aβ/b
3．计算透镜球心象点及找象的操作步骤
4．球心象的调整
5．工件移动范围及进刀量的调整 三．实验方法
1．光学定心磨边机机床结构
⑴床身
⑵自准直定心仪
⑶工件轴及粘结铜管 ⑷磨边砂轮
2．自准直定心仪结构
具有中心误差的透镜粘结在夹头上，用自准直显徽镜观察透镜光 学表面曲率中心，转动夹头时，球心象有明显的跳动．若是定心完好的透镜，则球心象不动．因此，这种定心法反映出透镜光学表面曲率中心对基准轴的偏离程度 , 自准显微镜观察法定心原理如下图所示．从十字分划A 发出的光线，由垂轴放大率为β的自准显徽物镜对被检透镜的光学表面曲率中心聚焦（该位置称为校正点），经被检面反射回来的十字分划象（称为球心反射象）位于显微镜分划板上．旋转夹头时，十字分划象亦随之转动．如果透镜的球心偏为a ，则其象A ’的跳动量为4a β.
通常不是测定其值，而是看象A ’在网状分划板上跳动范围．若分划板的分划值为b ，则允许象A ’的跳动格数为
βb
a m 4=
β取决于可换物镜与固定物镜焦距之比
b 为分划板网格的间距。
3．计算透镜球心象点及找象的操作步骤
找象原理：将自准显微镜可换物镜的物方焦点对准透镜曲率半径的球心。对于外表面，可直接找到球心；对于粘贴表面的球心，由于经过外表面的折射，球心象点需要经过科教片。
计算公式为：
d
R n R n l -+-=121'1
式中各变量意义如下图：
一、关键科学问题及研究内容 以新一代大口径、轻量化、复杂面形、纳米精度为特点的空间光学元件制造技术为研究对象，围绕大镜轻量化、高精度面形加工、复杂面形检测与评价等关键环节，揭示空间光学制造全过程的科学规律，建立和发展以超精、高效、可控自动化为特色的光学制造新方法和核心技术体系。开展以下关键科学问题的研究： 科学问题一：功能结构材料空间光学镜体轻量化定量反演设计与复合能场作用的结构创成机制 大镜轻量化带来了空间光学元件由光学性能约束向光学力学性能复合约束的革命性变化。大镜镜坯制造经历镜体设计、减重加工和表面成形等关键工序，将设计、加工作为一个整体，研究可制造性条件下的反演设计和镜体的高稳定制造技术。针对新材料和极度轻量化要求，分析镜体刚度和局部刚度的受控条件，研究基于力学性能要求的拓扑优化设计方法，分析制造过程应力应变对结构稳定性的影响规律，提出可制造性条件约束下的创新构型反演设计方法；研究复合能场作用下功能结构一体化材料的去除机理，探索轻量化结构生成的应力应变调控机制及其加工方法；基于压痕断裂力学理论，研究超硬SiC材料微磨机理，分析大镜微磨条件下砂轮磨损的钝化规律，提出砂轮在线修锐方法和恒压控时磨削工艺，形成光学表面生成的优化工艺方法；实现轻量化和结构刚度、整体质量和局部刚度、结构形状和可制造性、能场复合和损伤调控等条件下的有效协同制造。通过多学科交叉研究，系统形成轻量化大镜的空间光学可制造性理论。 科学问题二：衍射极限条件下纳米精度复杂光学面形生成机理及全频段误差表征与控制 108量级的超大尺度精度比突破了传统制造工艺精度等级的极限，为了提高成像质量，实现光学性能约束下的制造，传统机械制造面形、波纹度、粗糙度的公差理论已不能满足空间光学制造全频段误差的表征与控制要求。因此需要将复杂面形的高精度展成、纳米精度表面生成和全频段误差的表征与控制作为一个整体，系统研究变曲率约束下复杂光学表面展成的几何与物理表征，揭示大型超精密光学磨床少轴高刚性流形结构的反演规律；基于Harvey-Shack散射理论和Goodman统计光学理论，提出中高频误差的小波分析方法，解析全频段误差和光学性能之间的映射关系，提出科学表征和一致收敛的控制方法；研究磁流变、离子束等低应力抛光的材料去除机理，建立基于Sigmund溅射理论、Bingham非牛顿流体理论的加工过程力学分析方法，研究轻量化镜体在局部刚度差异约束下的材料去除可控性规律；分析不同形状去除函数对各频段误差的修形控制能力，建立大相对口径和离轴非球面的非线性误差投影畸变模型，提出平动盘、磁流变、离子束抛光等多工序优化组合的抛光方法，实现空间光学元件宏微跨尺度误差的一致性收敛；系统建立超大尺度精度比空间大镜的纳米精度面形生成理论。 科学问题三：空间光学元件多场耦合作用下误差分离测量原理
工程光学 实验指导书 厦门工学院电子信息工程系 2014.9
目录 实验一Tracepro基本功能学习及反光杯建模 (3) 实验二聚光镜的建立 (6) 实验三导光管建立 (8) 实验四液晶背光模组建立 (15)
实验一Tracepro基本功能学习及反光杯建模 一、实验目的 1. 熟悉tracepro基本功能。 2. 熟悉建模及表面属性、材料定义方法。 二、球形反光碗设计 球形反光碗是使用耐热玻璃（例如：PYREX）压制成型，其内部经高光洁度抛光处理并涂镀反光膜，可将投影灯的后部光能有效地反射至前方，提高投影灯光能利用率。球形反光碗实物图形如下： 球形反光碗设计步骤： 1．打开TracePro3.24→新建名为球形反光碗的文件，或使用CtrL+N 2．点击→，选择Conic类型，形状为球形（Spherical）,厚度（Thickness）输入4mm，反光碗高(length)为18mm,孔大小为0,半径(radius)为33mm, 起点坐标值和旋转坐标值保持默认，输入结果为图1.1图框所示：
图1.1 4．点击Insert，使用工具栏图标区缩小图形后，点击下拉菜单View →Render进行渲染以后，反光碗实体模型如图1.2： 图1.2
5．使用工具栏图标区箭头工具，在图形区完全选中反光碗，或点中导航选项卡 中“模型树”Object 1，单击鼠标右键，在弹出下拉菜单中选择 进行材料属性设置，在材料目录（Catalog）中选择IR, 克斯（PYREX）耐热玻璃，运用（Apply）此属性，吸收、透过和折射率将显示如图1.3： 注：PYREX相关知识： PYREX玻璃是美国康宁玻璃公司(CORNING)研究人员薛利文(Sullivan)1915年发明的，并取得发明专利。这种玻璃在美国叫“派莱克斯”(PYREX)玻璃，PYREX是美国康宁公司产品的一个商标。派莱克斯玻璃专利失效以后，这种玻璃被各国广泛采用。70多年来，很多专家学者都想研究一种新的玻璃，超过派莱克斯玻璃的性能，都没有成功。派莱克斯玻璃的特点是，在玻璃中引入了三氧化二硼(B2O3)改进了玻璃的热稳定性和机械性能。当今，全世界都用派莱克斯玻璃制造化工防腐蚀设备与管件、实验室用玻璃仪器。 图1.3 6．展开“模型树”中Object 1，球面反光碗有三个面组成（图1.3）
院( 系) 别: 光电工程学院/ 第二学期主讲: 丁松峰 专业: 光信息科学与技术光学与光电子基础实验授课计划表辅导: 丁松峰 班级: B080403 ( 考查) 审查(系、中心): 课程编号: B0402031C 学时: 24 学分: 1.5 批准(院系): 第1页填表日期: 2月 23 日
教材: 光学与光电子基础实验指导书．南京邮电大学光电工程学院( 自编) 参考书: [1] 周炳琨, 高以智等．激光原理( 第四版) ．北京: 国防工业出版社, [2] 石顺祥, 张海兴, 刘劲松．物理光学与应用光学．西安: 西安电子科技大学出版社, [3] 杨之昌, 马秀芳．物理光学实验．上海: 复旦大学出版社, 1993
院( 系) 别: 光电工程学院/ 第二学期主讲: 孙晓芸 专业: 光信息科学与技术光学与光电子基础实验授课计划表辅导: 孙晓芸 班级: B080404 ( 考查) 审查(系、中心): 课程编号: B0402031C 学时: 24 学分: 1.5 批准(院系): 第1页填表日期: 2月 23 日
教材: 光学与光电子基础实验指导书．南京邮电大学光电工程学院( 自编) 参考书: [1] 周炳琨, 高以智等．激光原理( 第四版) ．北京: 国防工业出版社, [2] 石顺祥, 张海兴, 刘劲松．物理光学与应用光学．西安: 西安电子科技大学出版社, [3] 杨之昌, 马秀芳．物理光学实验．上海: 复旦大学出版社, 1993
院( 系) 别: 光电工程学院/ 第二学期主讲: 沈骁 专业: 光信息科学与技术光学与光电子基础实验授课计划表辅导: 沈骁 班级: B080405 ( 考查) 审查(系、中心): 课程编号: B0402031C 学时: 24 学分: 1.5 批准(院系): 第1页填表日期: 2月 23 日
互换性与技术测量 实验指导书 机械设计制造及其自动化教研室编 2011.09 目录
实验1 用立式光学计测量塞规 (2) 实验2用内径百分表测量内径 (4) 实验3 直线度误差的测量 (7) 实验4 平行度与垂直度误差的测量 (11) 实验5 表面粗糙度的测量 (14) 实验6 工具显微镜长度、角度测量 (18) 实验1 用立式光学计测量塞规 一、实验目的 1、了解立式光学计的测量原理；
2、熟悉立式光学计测量外径的方法； 3、加深理解计量器具与测量方法的常用术语。 二、实验内容 1、用立式光学计测量塞规； 2、由国家标准GB／T 1957—1981《光滑极限量规》查出被测塞规的尺寸公差和形状公差，与测量结果进行比较，判断其适用性。 三、计量器具及测量原理 立式光学计是一种精度较高而结构简单的常用光学测量仪。其所用长度基准为量块，按比较测量法测量各种工件的外尺寸。 图1为立式光学计外形图。它由底座1、立柱5、支臂3、直角光管6和工作台11等几部分组成。光学计是利用光学杠杆放大原理进行测量的仪器，其光学系统如图2b 所示。照明光线经反射镜l照射到刻度尺8上，再经直角棱镜2、物镜3，照射到反射镜4上。由于刻度尺8位于物镜3的焦平面上，故从刻度尺8上发出的光线经物镜3后成为平行光束。若反射镜4与物镜3之间相互平行，则反射光线折回到焦平面，刻度尺的像7与刻度尺8对称。若被测尺寸变动使测杆5推动反射镜4绕支点转动某一角度α(图2a)，则反射光线相对于入射光线偏转2α角度，从而使刻度尺像7产生位移t(图2c)，它代表被测尺寸的变动量。物镜至刻度尺8间的距离为物镜焦距f，设b为测杆中心至反射镜支点间的距离，s为测杆5移动的距离，则仪器的放大比K为 当a很小时，，因此 光学计的目镜放大倍数为12，f=200mm，b=5mm，故仪器的总放大倍数n为 由此说明，当测杆移动0.001mm时，在目镜中可见到0.96mm的位移量。
实验1 单透镜（a singlet） 实验目的开始ZEMAX，输入波长和镜片数据，生成光线特性曲线（ray fan），光程差曲线（OPD），和点列图（Spot diagram），确定厚度求解方法和变量，进行简单的优化。 实验要求：设计一个F/4 的镜片，焦距为100mm，在轴上可见光谱范围内，用BK7 玻璃 实验步骤：1 运行ZEMAX。ZEMAX 主屏幕会显示镜片数据编辑（LDE）。 2 选择“系统（System）”菜单下的“波长（Wavelengths）”。屏幕中间会弹出一个“波长数据（Wavelength Data）”对话框。。用鼠标在第二和第三行的“使用（Use）”上单击一下，将会增加两个波长使总数成为三。现在，在第一个“波长”行中输入486，，在第二行的波长列中输入587，后在第三行输入656。“权重（Weight）”这一列用在优化上，以及计算波长权重数据如RMS 点尺寸和STREHL 率。现在让所有的权为1.0，单击OK 保存所做的改变，然后退出波长数据对话框。 3 设置这个孔径值，选择“系统”中的“通常（General）”菜单项，出现“通常数据（General Data）”对话框，单击“孔径值（Aper Value）”一格，输入一个值：25。插入第四个面，只需移动光标到像平面（后一个面）的“无穷（Infinity）”之上，按INSERT 键。这将会在那一行插入一个新的面，并将像平面往下移。 4 现在我们将要输入所要使用的玻璃。移动光标到第一面的“玻璃（Glass）”列，即在左边被标作STO 的面。输入“BK7”并敲回车键。移动光标到第1 面（我们刚才输入了BK7 的地方）的厚度列并输入“4”。 5 现在，我们需要为镜片输入每一面的曲率半径值。在第1 （STO）和2 面中分别输入这些值。符号约定为：如果曲率中心在镜片的右边为正，在左边为负。这些符号（+100，-100）会产生一个等凸的镜片。我们还需要在镜片焦点处设置像平面的位置，所以要输入一个100 的值，作为第 2 面的厚度。 6 先选择“分析（Analysis）”菜单，然后选择“图（Fan）”菜单，再选择“光线像差（Ray Aberration）”。你将会看到光线特性曲线图在一个小窗口显示出来（如果看到任何出错信息，退回并确认是否所有你所输入的数据与所描述的是一致的）。光线特性曲线图如图所示。 7 在第2 面的厚度上双击，弹出SOLVE 对话框，它只简单地显示“固定（Fixed）”。在下拉框上单击，将SOLVE 类型改变为“边缘光高（Marginal Ray Height）”，然后单击OK。从光线特性曲线窗口菜单，单击“更新（Update）”（在窗口任何地方双击也可更新），其光线特性曲线图如图所示。
实验一光学设计软件ZEMAX的安装和基本操作 一、实验目的 学习ZEMAX软件的安装过程，熟悉ZEMAX软件界面的组成及基本使用方法。 二、实验要求 1、掌握ZEMAX软件的安装、启动与退出的方法。 2、掌握ZEMAX软件的用户界面。 3、掌握ZEMAX软件的基本使用方法。 4、学会使用ZEMAX的帮助系统。 三、实验内容 1．通过桌面快捷图标或“开始—程序”菜单运行ZEMAX，熟悉ZEMAX的初始用户界面，如下图所示： 图：ZEMAX用户界面 2．浏览各个菜单项的内容，熟悉各常用功能、操作所在菜单，了解各常用菜单的作用。 3．学会从主菜单的编辑菜单下调出各种常见编辑窗口。 4．调用ZEMAX自带的例子（根目录下Samples文件夹），学会打开常用的分析功能项：草图（2D草图、3D草图、实体模型、渲染模型等）、特性曲线（像差曲线、光程差曲线）、
点列图、调制传递函数等，学会由这些图进行简单的成像质量分析。 5．从主菜单中调用优化工具，简单掌握优化工具界面中的参量。 6．掌握镜头数据编辑窗口的作用以及窗口中各个行列代表的意思。 7．从主菜单-报告下形成各种形式的报告。 8．通过主菜单-帮助下的操作手册调用帮助文件，学会查找相关帮助信息。 四、实验仪器 PC机
实验二基于ZEMAX的简单透镜的优化设计 一．实验目的 学会用ZEMAX对简单单透镜和双透镜进行设计优化。 二．实验要求 1.掌握新建透镜、插入新透镜的方法； 2.学会输入波长和镜片数据； 3.学会生成光线像差（ray aberration）特性曲线、光程差（OPD）曲线和点列图（Spot diagram）、产生图层和视场曲率图； 4.学会确定镜片厚度求解方法和变量，学会定义边缘厚度解和视场角，进行简单的优 化。 三．实验内容 （一）. 用BK7玻璃设计一个焦距为100mm的F/4单透镜，要求在轴上可见光范围内。 1. 打开ZEMAX软件，点击新建，以抹去打开时默认显示的上一个设计结果，同时新建一个新的空白透镜。 2. 在主菜单-系统-光波长弹出的对话框中输入3个覆盖可见光波段的波长，设定主波长。同样在系统-通用配置里设置入瞳直径值。 3. 在光阑面的Glass列里输入BK7作为指定单透镜的材料，并在像平面前插入一个新的面作为单透镜的出射面。 4. 输入相关各镜面的厚度和曲率半径。 5. 生成光线像差特性曲线、2D、3D图层曲线和实体模型、渲染模型等分析图来观察此时的成像质量。 6. 利用Solve功能来求解镜片厚度，更新后观察各分析图的相应变化。 7. 利用主菜单-工具-优化-优化来对设计进行优化，更新后观察各分析图的相应变化。 8. 调用并建构优化函数（Merit Function），在优化后更新全部内容，然后观察各分析图的相应变化。 9. 分别调用点列图、OPD图以及焦点色位移图（主菜单-分析-杂项）来观察最优化后的成像质量。 10. 将此设计起名保存，生成报告。 （二）. 以前一个实验内容设计优化后的单透镜为基础，添加一块材料为SF1玻璃的透镜来构建双透镜系统，进一步优化成像质量。 1. 插入新的平面作为第二块透镜的出射面，输入相关镜面的厚度、曲率半径以及玻璃类型值（BK7、SF1）。 2. 生成光线像差特性曲线、2D、3D图层曲线和实体模型、渲染模型等分析图来观察此时的成像质量。 3. 沿用前例的优化函数，在优化更新后观察各分析图的相应变化，并分别对比单透镜时的点列图、OPD图以及焦点色位移图（主菜单-分析-杂项）的相应变化，观察双透镜此时的成像质量。 4. 利用利用Solve功能来求解镜片边缘厚度，更新后更新后观察各分析图的相应变化。
第三章薄膜制造技术 光学薄膜可以采用物理汽相沉积（PVD)和化学液相沉积（CLD)两种工艺来获得。CLD工艺简单，制造成本低，但膜层厚度不能精确控制，膜层强度差，较难获得多层膜，废水废气对环境造成污染，已很少使用。 PVD需要使用真空镀膜机，制造成本高，但膜层厚度能够精确控制，膜层强度好，目前已广泛使用。 PVD分为热蒸发、溅射、离子镀、及离子辅助镀等。 制作薄膜所必需的有关真空设备的基础知识 用物理方法制作薄膜，概括起来就是给制作薄膜的物质加上热能或动量，使它分解为原子、分子或少数几 个原子、分子的集合体（从广义来说，就是使其蒸发），并使它们在其他位置重新结合或凝聚。 在这个过程中，如果大气与蒸发中的物质同时存在，那就会产生如下一些问题： ①蒸发物质的直线前进受妨碍而形成雾状微粒，难以制得均匀平整的薄膜； ②空气分子进入薄膜而形成杂质； ③空气中的活性分子与薄膜形成化合物； ④蒸发用的加热器及蒸发物质等与空气分子发生反应形成 化合物，从而不能进行正常的蒸发等等。 因此，必须把空气分子从制作薄膜的设备中排除出去，这个 过程称为抽气。空气压力低于一个大气压的状态称为真空， 而把产生真空的装置叫做真空泵，抽成真空的容器叫做真空 室，把包括真空泵和真空室在内的设备叫做真空设备。制作 薄膜最重要的装备是真空设备． 真空设备大致可分为两类：高真空设备和超高真空设备。二 者真空度不同，这两种真空设备的抽气系统基本上是相同 的，但所用的真空泵和真空阀不同，而且用于真空室和抽气 系统的材料也不同，下图是典型的高真空设备的原理图，制 作薄膜所用的高真空设备大多都属于这一类。 下图是超高真空设备的原理图，在原理上，它与高真空设备 没有什么不同，但是，为了稍稍改善抽气时空气的流动性， 超高真空设备不太使用管子，多数将超高真空用的真空泵直 接与真空室连接，一般还要装上辅助真空泵（如钛吸气泵） 来辅助超高真空泵。 3.1 高真空镀膜机 1.真空系统 现代的光学薄膜制备都是在真空下获得的。普通所说的 真空镀膜，基本都是在高真空中进行的。 先进行(1)然后进行(2)。因为所有的（超）高真空泵只有在真空室的压力降低到一定程度时才能进行工作， 而且在高真空泵（如油扩散泵）中，要把空气之类的分子排出，就必须使排气口的气体压力降低到一定程 度。 小型镀膜机的真空系统 低真空机械泵+高真空油扩散泵+低温冷阱
晶体光学实验指导书 赖健清编 （地质工程专业A方向适用） 中南大学地球科学与信息物理学院
录 实验一偏光显微镜的调节和校正；解理的观察 (1) 一.目的要求 (1) 二.实验内容 (1) 实验二突起等级和多色性的观察 (3) 一.目的要求 (3) 二.实验内容 (3) 实验一、二报告内容： (3) 实验三干涉色级序特征的观察，矿片上光率体椭圆半径方向及名称的测定 (4) 一．目的要求 (4) 二．实验内容 (4) 实验四干涉色级序及双折率的测定和双晶的观察 (5) 一．目的要求 (5) 二．实验内容 (5) 实验三、四实验报告内容 (5) 实验五一轴晶干涉图、二轴晶干涉图 (6) 一．目的要求 (6) 二．锥光镜下观察的操作程序 (6) 三．实验内容 (6) 实验六斜长石的牌码测定 (6) 一、目的要求 (6) 二、实验内容 (6) 实验五报告内容 (9) 实验六斜长石牌号的测定 (9) 实验七主要造岩矿物的光性鉴定(一) (10) 一．目的要求 (10) 二．实验内容 (10) 实验八主要造岩矿物的光性鉴定(二) (10) 一、目的要求 (10) 二、实验内容 (10) 实验七、八主要造岩矿物的光性鉴定 (10) 附：常见透明矿物光学性质（一） (12) 常见透明矿物光学性质（二） (13)
偏光显微镜的调节和校正；解理的观察 一.目的要求 1．了解偏光显微镜的主要构造，装置，使用和保养方法。 2．学会偏光显微镜的一般调节和校正。 3．认识解理等级，测定解理夹角。 二.实验内容 1．打开光源 为了延长光源灯泡寿命，打开光源及关闭光源之前，务必确认光源强度调至 ．．．．．． 最小 ．．．．．．．．．．．。临时离开不必关闭光源开关，只需将光源．．。永远不要把光源强度开至最大 强度调至最小。 2．偏光显微镜的调节与校正 1）调节照明 2）调节焦距 必须记住：通过下降物台来对焦 ．．．．．．．．．。 3）校正中心 4）下偏光镜振动方向的确定和校正 在单偏光镜下，找一具极完全解理的黑云母（12号薄片），置于视域中心。转动物台，黑云母颜色最深时，黑云母解理缝方向为下偏光镜振动方向。 如黑云母颜色最深时，解理缝方向与十字丝横丝不平行，表明横丝未与下偏光镜振动方向一致。转动物台，使黑云母解理缝平行横丝，然后转动下偏光镜，直至黑云母颜色最深。此时，十字丝横丝与下偏光振动方向一致。
先进制造技术综合实训心得体会 姓名：XX 班级：201X级材料X班 本次“先进制造技术综合实训”课程涉及的项目内容与设备的使用和操作相当丰富，主要学习了等离子切割加工技术、数控车床、电火花加工和电火花线切割加工等内容。 通过课程的实践和理论知识的学习，让我学习到，等离子切割加工技术是利用高温等离子电弧的热量使工件切口处的金属局部熔化（和蒸发），并借高速等离子的动量排除熔融金属以形成切口的一种加工方法。等离子切割配合不同的工作气体可以切割各种氧气切割难以切割的金属。其配合不同的工作气体可以切割各种氧气切割难以切割的金属，尤其是对于有色金属（不锈钢、铝、铜、钛、镍）切割效果更佳；其主要优点在于切割厚度不大的金属时，其切割速度快、切割面光洁、热变形小、几乎没有热影响区。但是这种加工技术也存在相应的缺点，比如在切割过程中会产生大量毒害气体，需要通风并佩戴多层过滤的防尘口罩；同时在等离子弧切割过程中还需要佩戴毛巾，手套，脚护套等劳护用具，防止四溅的火星对皮肤的灼伤。这种加工技术现已广泛应用于汽车、机车、化工机械、工程机械、船舶等多个行业。 查阅相关资料可知，数控车床是目前使用较为广泛的数控机床之一。它主要用于轴类零件或盘类零件的内外圆柱面、任意锥角的内外圆锥面、复杂回转内外曲面等加工。数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工，通过把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数等，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上，然后输入到数控机床的数控装置中，从而控制机床加工零件。其与普通机床相比，具有很多优点：1.加工精度高，具有稳定的加工质量；2.可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；3.加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；4.机床自动化程度高，可以减轻劳动强度等。数控车床（机床）的出现，为从根本上解决这一问题开辟了广阔的道路，所以成为机械加工中的一个重要发展方向。 电火花加工，又称放电加工或电蚀加工，是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法。这种加工方式的主要特点
《现代光学CAD技术》实验指导书 指导老师：汪胜辉 湖南文理物电学院
单透镜的设计(A Singlet) 一、实验目的： （1）熟悉光学设计软件Zemax操作界面； （2）将知道如何键入光学系统的波长（wavelength)、镜头数据(Lens Data)、光线像差(Ray Aberration)、fan，光程差（OPD)，点列图（spot diagrams )等等。 （3）确定厚度求解方法（thickness solve)和变量（variables)，执行简单光学设计优化。 二、实验环境： （1）、硬件环境：普通PC机 （2）、软件环境：ZEMAX软件平台 三、实验内容： 设计一个相对孔径F/4单镜片，在光轴上可见光谱范围内使用，其焦距（focal length）为100mm，全视场2ω为8o用冕牌BK7来作镜片。 四、实验步骤： 首先，运行ZEMAX。ZEMAX主屏幕会显示镜片数据编辑(LDE)，可以对LDE窗口进行移动或重新调整尺寸，以适应你自己的喜好。LDE有多行和多列组成，类似于电子表格，曲率半径(radius)、厚度(thickness)、玻璃(class)和半径口径(Aperture)等列使用最多，其他的则在特定类型的光学系统中才会用到。 LDE中的小格会以“反白”方式高亮显示，即以与其它格子不同的背景颜色将字母显示在屏幕上。这个反白条表示的是光标，可以用鼠标在格子上点击来操作。 然后，系统参数设置。开始，输入系统波长，这个不一定先完成，只不过现在我们选定了这一步。在主屏幕菜单条上，选择“系统(system)”菜单下的“波长（Wavelength)”。 屏幕中间会弹出一个“波长（Wavelength Data)”对话框。ZEMAX中有许多这样的对话框，用来输入数据和提供选择。用鼠标在第二和第三行的“使用（Use）”上单击一下，将会增加两个输入波长使总数成为三。现在，第一个“波长”行中输入486，这是氢F谱线的波长，单位为微米。ZEMAX全部使用微米作为波长的单位。现在，第二行波长列中输入0.587，最后在第三行输入0.656，这就是ZEMAX中所有有关输入数据的操作。这个指示器指出了主要的波长（primary wavelength），当前为0.486微米。在主波长的第二行上单击，指示器
《材料科学基础》实验指导书 （试用） 院系： 班级： 姓名： 学号： 大连理工大学 年月日
实验目录 实验一金相显微镜的使用及金相试样制备方法（2学时）实验二金属材料的硬度（2学时）实验三 Sn-Pb二元平衡相图测试（2学时）实验四金相定量分析方法（2学时）实验五 Fe-C合金平衡组织观察（2学时）实验六材料弹性及塑性变形测定（2学时）实验七碳钢试样的制备及测试综合性实验（4学时）实验八金属塑性变形及回复再结晶设计性实验（6学时）实验九金属凝固组织及缺陷的观察（2学时）
实验一金相显微镜的使用及金相试样制备方法 一、实验目的 1）了解光学显微镜的原理及构造，熟悉其零件的作用。 2）学会正确操作和使用金相显微镜。 3）掌握金相试样的制备过程和基本方法。 二、实验设备与材料 实验设备：x-1型台式光学显微镜，磨样机、抛光机、砂轮机 实验材料：碳钢标准样品 三、实验内容 1.通过本次实验使学生了解光学显微镜并熟悉光学显微镜的构造和使用方法； 2.要求每个学生会实际操作光学显微镜，观察金相样品并测定其放大倍数。 3.演示并初步认识金相试样的制备过程及方法 四、实验报告撰写 撰写实验报告格式要求： 一、实验名称 二、实验目的 三、实验内容 包括：1. 光学显微镜的构造及其零部件的作用 2. 使用光学显微镜观察标准样品的收获 3. 概述金相试样制备过程及方法 四、个人体会与建议
实验二金属材料的硬度 一．实验目的 1.了解布氏、洛氏、维氏硬度的测试原理。 2.初步掌握各种硬度计的操作方法和使用注意事项。 二．实验设备和样品 1．布氏、洛氏、维氏硬度计 2．铁碳合金试样 三．实验内容和步骤 1.通过老师讲解，熟悉布氏和洛氏硬度计的原理、构造及正确的操作方法。 2.演示测定维氏硬度值，演示测定布氏和洛氏硬度值， 注：每个样品测量压痕数，由指导老师根据学生人数确定，保证每位学生可以操作硬度计1-2次。因为实验条件限制，所以不需要严格按照多次测量取平均值的要求进行实验。 四．实验报告内容 1．简述实验目的和步骤。 2．简要叙述布氏、洛氏、维氏硬度计的测量原理和特点。 3．写出测量步骤，附上实验结果。 4．总结各种硬度计的使用注意事项和使用体会。
光学测量技术详解(图文) 光学测量是生产制造过程中质量控制环节上重要的一步。它包括通过操作者的观察进行的快速、主观性的检测，也包括通过测量仪器进行的自动定量检测。光学测量既可以在线下进行，即将工件从生产线上取下送到检测台进行测量；还可以在线进行，即工件无须离开产线；此外，工件还可以在生产线旁接受检测，完成后可以迅速返回生产线。 人的眼睛其实就是一台光学检测仪器；它可以处理通过晶状体映射到视网膜上的图像。当物体靠近眼球时，物体的尺寸感觉上会增加，这是因为图像在视网膜上覆盖的“光感器”数量增加了。在某一个位置，图像达到最大，此时再将物体移近时，图像就会失焦而变得模糊。这个距离通常为10英寸（250毫米）。在这个位置上，图像分辨率大约为0.004英寸（100微米）。举例来说，当你看两根头发时，只有靠得很近时才能发现它们之间是有空隙的。如果想进一步分辨更加清楚的细节的话，则需要进行额外的放大处理。 本部分设定了隐藏，您已回复过了，以下是隐藏的内容 人的眼睛其实就是一台光学检测仪器；它可以处理通过晶状体映射到视网膜上的图像。本图显示了人眼成 像的原理图。 人眼之外的测量系统 光学测量是对肉眼直接观察获得的简单视觉检测的强化处理，因为通过光学透镜来改进或放大物体的图像，可以对物体的某些特征或属性做出准确的评估。大多数的光学测量都是定性的，也就是说操作者对放大的图像做出主观性的判断。光学测量也可以是定量的，这时图像通过成像仪器生成，所获取的图像数据再用于分析。在这种情况下，光学检测其实是一种测量技术，因为它提供了量化的图像测量方式。 无任何仪器辅助的肉眼测量通常称为视觉检测。当采用光学镜头或镜头系统时，视觉检测就变成了光学测量。光学测量系统和技术有许多不同的种类，但是基本原理和结构大致相同。
数控车床实训心得 当今世界各国的制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为各发达国家加速经济发展、提高综合国力的重要途径。数控技术也是关系我国制造业发展和综合国力提高的关键技术，尽快加速培养掌握数控技术的应用型人才已成为当务之急！ 数控车的编程并不难学，主要是记住一些常用指令以及它的格式，其中G代码中的G71和G73用的最多，一般的零件加工都要用到。G71是外圆粗车固定循环，该指令适用于用圆柱棒粗车阶梯轴的外圆或内孔需切除较多余量时的情况。当使用G71指令粗车内孔轮廓时，须注意△U为负值。G73是仿形粗车循环，主要用于零件毛胚已基本成型的铸件或锻件的加工。一般有内凹或球形轮廓的零件要用G73进行仿形加工。编程还要掌握数控机床的机械坐标原点和编程原点。 我们通过了解了现代机械制造工业的生产方式和工艺过程。熟悉工程材料主要成形方法和主要机械加工方法及其所用主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以及安全操作技术。了解机械制造工艺知识和新工艺、新技术、新设备在机械制造中的应用。在工程材料主要成形加工方法和主要机械加工方法上，具有初步的独立操作技能。在了解、熟悉和掌握一定的工程基础知识和操作技能过程中，培养、提高和加强了我们的工程实践能力、创新意识和创新能力。这么久的实习，让我们明白做事要认真小心细致，不得有半点马虎。同时也培养了我们坚强不屈的本质，不到最后一秒决不放弃的毅力！培养和锻炼了劳动观点、质量和经济观念，强化遵守劳动纪律、遵守安全技术规则和爱护国家财产的自觉性，提高了我们的整体综合素质。在整个实习过程中，老师对我们的纪律要求非常严格，制订了学生实习守则，同时加强清理机床场地、遵守各工种的安全操作规程等要求，对学生的综合工程素质培养起到了较好的促进作用。 对刀是加工零件过程中非常重要的一个部分，对刀的正确与否直接关系到零件的精确度。对刀说简单也简单，说难也难，说简单是因为它的原理简单，说难是因为需要心细，不能求快。一般都是用手摇轮对刀的，而且倍率最好调低点以撞刀。 我们常用的是试切法对刀。试切法对刀是实际中应用的最多的一种对刀方法。下面以采用MITSUBISHI 50L数控系统的RFCZ12车床为例，来介绍具体操作方法。 工件和刀具装夹完毕，驱动主轴旋转，移动刀架至工件试切一段外圆。然后保持X 坐标不变移动Z轴刀具离开工件，测量出该段外圆的直径。将其输入到相应的刀具参数中的刀长中，系统会自动用刀具当前X坐标减去试切出的那段外圆直径，即得到工件坐标系X原点的位置。再移动刀具试切工件一端端面，在相应刀具参数中的刀宽中输入Z0，系统会自动将此时刀具的Z坐标减去刚才输入的数值，即得工件坐标系Z原点的位置。 例如，2#刀刀架在X为150.0车出的外圆直径为25.0，那么使用该把刀具切削时的程序原点X值为150.0-25.0=125.0；刀架在Z为180.0时切的端面为0，那么使用该把刀具切削时的程序原点Z值为180.0-0=180.0。分别将(125.0，180.0)存入到2#刀具参数刀长中的X与Z中，在程序中使用T0202就可以成功建立出工件坐标系。
建筑物理实验报告[建筑热工、建筑光学和建筑声学实验] XXX XXXX XXXXXXX
建筑物理实验报告 第一部分建筑热工学实验 （一）温度、相对湿度 1、实验原理： 通过实验了解室外热环境参数测定的基本内容；初步掌握常用仪器的性能和使用方法；明确各项测量的目的；进一步感受和了解室外气象参数对建筑热环境的影响。 2、实验设备：TESTO 175H1温湿度计 3、实验方法：` （1）在测定前10min左右，把湿球温度计感应端的纱布用洁净水润湿。 （2）若为手动通风干湿球温度计，用钥匙上紧上部的发条，并把它悬挂于测点。待3～4min，当温度计数值稳定后，即可分别读取干、湿球温度计的指示值。读数时，视平线应与温度计水银面平齐。先读小数，后读整数。 （3）根据干湿球温度计的读数，获得测点空气温度。 （4）根据干、湿球温度计读数值查表，即可得到被测点空气的相对湿度。
4、实验结论和分析 室内温湿度 仪器： TESTO 175H1 5.对测量结果进行思考和分析 根据测量的数据可以看出，室内各处的温度及湿度较为平均。暖气上方的区域温度较高而导致相对湿度较低。桌子由于靠近暖气，所以温度较高。柜子由于距离暖气较远，温度相对较低，较为接近室内的平均气温。门口处由于通风较好，温度较低，湿度相对较高。
（二）室内风向、风速 1、实验原理：QDF型热球式电风速计的头部有一直径约0.8mm的玻璃球，球内绕有镍镉丝线圈和两个串联的热电偶。热电偶的两端连接在支柱上并直接暴露于气流中。当一定大小的电流通过镍镉丝线圈时，玻璃球的温度升高，其升高的程度和气流速度有关。当流速大时，玻璃球温度升高的程度小；反之，则升高的程度大。温度升高的程度反映在热电偶产生的热电势，经校正后用气流速度在电表上表示出来，就可用它直接来测量气流速度。 2、实验设备：TESTO 425 3、实验方法： （1）把仪器杆放直，测点朝上，滑套向下压紧，保证测头在零风速下校准仪器。 （2）把校正开关置于“满度”位置，慢慢调整“满度调节”旋钮，使电表指针在满刻度的位置。再把校正开关置于“零位”的位置，用“粗调”、“细调”两个旋钮，使电表指针在零点的位置。 （3）轻轻拉动滑套，使侧头露出相当长度，让侧头上的红点对准迎风面，待指针较稳定时，即可从电表上读出风速的大小。若指针摇摆不定，可读取中间示值。 （4）风向可采用放烟或悬挂丝的方法测定。
信息光学实验讲义（一） 指导教师：刘厚通 安徽工业大学数理学院
实验一 阿贝成像原理和空间滤波 (天津拓扑) 一、实验目的 了解付里叶光学基本原理的物理意义，加深对光学中的空间频谱和空间滤波等概念的理解。 二、实验原理 1、傅立叶变换在光学成像系统中的应用。 在信息光学中、常用傅立叶变换来表达和处理光的成像过程。 设一个xy 平面上的光场的振幅分布为g(x,y)，可以将这样一个空间分布展开为一系列基元函数exp[()]x y iz f x f y π+的 线性叠加。即 (,)()exp[2()]x y x y x y g x y G f f f x f y df df π∞ -∞= +?? (1) x f ，y f 为x,y 方向的空间频率，量纲为1L -； ()x y G f f 是相应于空间频率为x f ，y f 的基元函数的权重，也称为光场的空间频率，()x y G f f 可由下式求得： (,)(,)exp[2()]x y G x y g x y i f x f y dxdy π∞ -∞= -+?? (2) g(x,y)和()x y G f f 实际上是对同一光场的两种本质上等效的描述。 当g(x,y)是一个空间的周期性函数时，其空间频率就是不连续的。例如空间频率为0f 的一维光栅，其光振幅分布展开成级数： 0()exp[2]n n g x G i n f x π∞=-∞= ∑ 相应的空间频率为f=0，0f ，0f 。 2、阿贝成像原理 傅立叶变换在光学成像中的重要性，首先在显微镜的研究中显示出来。E.阿贝在1873年提出了显微镜的成像原理，并进行了相应的实验研究。阿贝认为，在相干光照明下，显微镜的成像可分为两个步骤，第一个步骤是通过物的 衍射光在物镜后焦面上形成一个初级衍射（频谱图）图。第二个步骤则为物镜后焦面上的初级衍射图向前发出球面波，干涉叠加为位于目镜焦面上的像，这个像可以通过目镜观察到。 成像的这两步骤本质上就是两次傅立叶变换，如果物的振幅分布是
我国光学加工技术的发展历史 发布日期:2008-03-05 我也要投稿!作者:网络阅读:[ 字体选择：大中 小 ] 我国光学仪器的加工技术，虽然有较长历史但形成批量生产并具有完整的工艺是在新中国成立后。光学冷加工工艺在解放前虽然已有所采用，但缺乏完整性。解放后经过光学行业各方面人士及职工的努力，方逐步形成了较完善的加工方法。 五十年代初期，光学行业的设备陈旧，工艺落后。进入第一个五年计划后，加工工艺主要是采用“苏联”的工艺，设备也是由苏联引的和按“苏联”图纸制造的专用设备，二十世纪六十年代初期，国内个别厂家由德国引进了先进设备（如铣磨机和光学对中心磨边机），受到这些设备的启示，国内在六十年代中期开始工艺科研和研制新设备。首先进行的是研究粗磨机机械化和设计粗磨机，由于设备和工艺的改进，加工效率有很大的提高，但是后来受政治形势的影响，光学工艺的革新受到冲击，刚见成效的工艺革新，就此停止。 二十世纪七十年代中期，对光学冷加工技术改造和技术革新提出了“四化”目标，即毛坯型料化、粗磨机械化、精磨高速化、定心磨边自动化。经过努力，这些目标全部在二十世纪八十年代初基本实现了。 光学工业实现了光学冷加工“四化”，为军转民生产光学仪器奠定了有力基础。二十世纪八十年代针对当时民用光学仪器生产，又提出了光学零件制造的新四化，即抛光高速化，清洗超声化，辅助工序机械化和辅料商品化。“新四化”，虽然受到了管理体制改变的影响，在研制设备和进行工艺科研的时间和深度不够理想，但全部实现了。二十世纪八十年代重点是对光学加工机理和工艺因素的研究和探讨，通过科研人员和课题组的努力，均取得了理想的科研成果。在光学零件的定摆磨削和光学零件加工中不同牌号玻璃与不同结合剂的丸片之间的合理匹配都在光学加工方面有了突破，引起光学界的重视。这些科研的成果对光学加工工业起了重要作用，为了我们进一步提高光学加工的科研水平，奠定了雄厚的基础，为新的创新开辟了道路。 二十世纪八十年代是我们光学技术和工艺科研硕果累累的时期。不但在光学加工的基础理论方面，而在加工设备，加工工艺，加工模具，以及辅料等方面都取得了可喜成果。如光学加工机理，光学零件加工工艺因素，光敏胶，PH值稳定剂，光学导电膜，易腐蚀玻璃保护膜；PJM-320平面精磨机，QJM220球面精磨机，QJP-100与QJP-40光学中球面与小球面精磨抛光机；光学零件复制法；光学零件超声清洗代替清擦，光学零件真空吹塑包装以及自聚焦透镜制造等等，真是不胜枚举。这些科研成果，不但通过了部级鉴定，而且均获得子部级奖励或国家发明将。进入九十年代后，在中国光学行业有了更大的进展，这是由于光学产品出口，光学工艺也随着有了更大的改变和进展。我们采用了几十年的成盘加工工艺受到了冲击，而单件光学加工在光学批量生产中占据了统治地位。 本世纪初，我国光学制造业已取得了辉煌的成果，进入了发展的高峰，已形成了很强的生产能力。据有数字统计的资料，我国光学制造能力已超过了五亿件/年，当然这不包括，一些小型民办企业的生产能力。在亚洲也好，在世界上也好，中国光学冷加工的能力应当是名列前茅的，但我们的技术水平却是比较落后。主要是表现在不能大批量生产高精度元器件，大部分企业不能长期稳定生产，不能制造高精度的特种光学零件。造成此种现象的原因：a.执行工艺规程不够b.没有专门工艺研究和工艺设备的研究开发单位c.没有行业法规d.没有软件贸易企业，没有“光学工程”的承包单位。 光学加工设备和光学工艺的发展是分不开的。孔夫子说过“工欲善其事，必先利其器”。
实验二十八 测定玻璃的折射率 【思考题参考答案】 1．视深法和光路法测量时，玻璃砖两个界面的平行度对测量结果有什么影响？为什么？ 答：玻璃砖两个界面的平行度对光路法测量结果没有影响。这是因为如果两个界面不平行，可以看成三棱镜，出射线偏向厚度增加方向（相当于底部），只要用光路法找到入射线、出射线和两个界面，都能 确定对应的入射角和折射角，从而按 折射定律计算折射率。 对视深法测量结果是否影响，请 自己根据测量原理思考。 2．视深法和光路法测量时，玻璃砖厚些还是薄些好？为什么？ 答：厚些好。在视深法中，玻璃砖越厚h '越大，这样由于像的位置不准引起的相对误差越小。在光路法中，玻璃砖越厚，由于ABCD 位置定的不准，引起入射角和折射角的误差越小，折射率的相对测量误差越小。 3．光路法测量时，为什么入射角不能过大或过小？ 答：折射率决定于两个角度的正弦比，入射角太小时，角度误差引起正弦函数的误差变大，入射角和折射角测量误差对测量结果的误差影响变大。入射角太大时，折射角也变大，折射能量太小，同时由于色散严重，出射光束径迹不清晰（或在利用大头针显示光路时，大头针虚像模糊）折射角不易定准。 4．光路法测量时，若所画直线ab 和cd 的间距大于玻璃砖的真实厚度，那么，折射率的测量值偏大还是偏小？为什么？ 答：折射率的测量值偏小。如果所画直线ab 和 cd 的间距大于玻璃砖的真实厚度，如图所示。实际折 射线如图中虚线，而作图的折射线为图中实线，测量的折射角大于实际折射角，折射率r i n sin sin =，测 量折射率值偏小。 间距小于玻璃砖的真实厚度的问题，自己回答。 实验二十九 测定薄透镜的焦距 【思考题参考答案】 1．作光学实验为何要调节共轴？共轴调节的基本步骤是什么？对多透镜系统如何处理？ 答：光学实验中经常要用一个或多个透镜成像。由于透镜在傍轴光线（即近轴光线）下成像质量好，基本无像差，可以减小测量误差，必须使各个透镜的主光轴重合(即共
题目：先进制造技术实验 学院：工学部_____ 学号：__ 姓名：_____ 班级： 13机工__ 指导教师：李庆梅_____ 日期： 2016年5月28日
实验一 三坐标机测量 一、实验目的 通过三坐标测量机的演示性实验，了解三坐标测量机在先进制造工艺技术中所起的作用。 二、实验要求 （1）了解三坐标测量机的组成； （2）了解三坐标测量机的测量原理； （3）了解反求工程的概念。 三、实验原理及设备 图1为Discovery Ⅱ D-8 型桥式三坐标测量机外形图，三坐标测量机的三组导轨相互垂直，形成了 X,Y,Z 三个运动轴，各方向的行程分别由高分辨率精密光栅尺测量，从而组成了机器的空间直角坐标系统，原点位于测量机左前上方。测量工件时，探头（测头）相对坐标系运动，用它来探测处于坐标系内的任 何待测工件表面，即可确定该测点的空间坐标值, 经计算机采集 得到测点数据，按程序规定的要求探测若干点后, 计算机即可对采样数据进行处理，从中计算出被测几何要素的尺寸、形状误差和 在坐标系中的位置, 在对若干要素探测后, 计算机可根据不同的测量要求计算出这些几何要素间的位置尺寸和位置误差。 Discovery Ⅱ D-8 型三坐标测量机配有MeasureMax+（Version 6.4）测量软件，该软件功能强大，内容丰富，整个测量操作过程可由计算机控制自动完成，也可以由操纵杆（见图2.）配合计算机完成部分手动操作。
图2 操作杆四、实验步骤 图3 测量操作流程
实验二快速原型制造 一、实验目的 目前快速原形制造技术已成为各国制造科学研究的前沿学科和研究焦点。通过快速成型机演示性实验，了解快速原型制造在先进制造工艺技术中所起的作用。 二、实验要求 （1）了解快速成型机的组成； （2）了解快速成型机的实体成型原理； （3）通过参观实验室现有快速成型零件，了解快速原型制造的应用。 三、实验原理及设备 快速成形制造工艺采用离散/堆积成型原理成型，首先利用高性能的CAD软件设计出零件的三维曲面或实体模型；再根据工艺要求，按照一定的厚度在Z 向(或其它方向)对生成的CAD模型进行切面分层，将三维电子模型变成二维平面信息（离散过程），然后对层面信息进行工艺处理，选择加工参数，系统自动生成刀具移动轨迹和数控加工代码；并对加工过程进行仿真，确认数控代码的正确性；再利用数控装置精确控制激光束或其它工具的运动，在当前工作层(三维)上采用轮廓扫描，加工出适当的截面形状；将各分层加工的每个薄层自动粘接，最后直至整个零件加工完毕。可以看出，快速成形技术是个由三维转换成二维(软件离散化)，再由二维到三维(材料堆积)的工作过程。 快速原形制造技术的主要工艺方法有光敏液相固化法LSA( Stero Lithography Apparatus)，选区片层粘接法LOM(Laminated Object Manufacturing)，选区激光烧结法SLS(Selective Laser Sintering)和熔丝沉积成型FDM(Fused Deposition Modeling)。本实验采用熔丝沉积成型FDM工艺方法进行快速原形制造，该方法使用ABA丝为原料，利用电加热方式将ABA丝熔化，由喷嘴喷到指定的位置固化。一层层地加工出零件，该方法设备简单，零件精度较高，污染小。 图1为结构图，它由喷头、喷咀、导杆、Z轴丝杆、Z工作台、成型材料盒、支撑材料盒、废料桶、显示面板（Prodigy Plus型机的控制面板在材料盒