应用光学课程设计(终)

应用光学课程设计一、设计题目双筒棱镜望远镜设计（望远镜的物镜和目镜的选型和设计）二、本课程设计的目的和要求1、综合运用课程的基本理论知识，进一步培养理论联系实际的能力和独立工作的能力。

2、初步掌握简单的、典型的、与新型系统设计的基本技能，熟练掌握光线光路计算技能，了解并熟悉光学设计中所有例行工作，如数据结果处理、像差曲线绘制、光学零件技术要求等。

3、巩固和消化课程中所学的知识，初步了解新型光学系统的特点，为学习专业课与进行毕业设计打下好的基础。

三、设计技术要求双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I型棱镜转像，系统要求为：1、望远镜的放大率Γ＝6倍；2、物镜的相对孔径D/f′＝1：4（D为入瞳直径，D＝30mm）；3、望远镜的视场角2ω＝8°；4、仪器总长度在110mm左右，视场边缘允许50%的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离 14mm，棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2～5mm。

6、lz′=8～10mm四、设计报告撰写内容本课程设计要求以设计报告形式完成以下工作：1、认真学习相关像差理论和光学设计知识，做好笔记，完成例题作业并上交；2、根据所讲内容进行本设计具体参数以及结构形式的选择，说明选择理论依据；3、进行本设计的外形尺寸计算，要求写明计算过程；4、使用PW法进行初始结构参数r、d、n的求解，要求写明计算过程；5、计算本设计的像差容限，使用Tcos软件完成设计的模拟和计算，手工修改结构参数进行像差的校正；6、绘制相应的像差曲线图和计算数据报表；7、写出本次课程设计的心得体会。

第5章 望远系统设计范例题目：双筒棱镜望远镜设计（望远镜的物镜和目镜的选型和设计） 要求：双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I 型棱镜转像，系统要求为： 1、望远镜的放大率Γ＝6倍；2、物镜的相对孔径D/f′＝1：4（D 为入瞳直径，D ＝30mm ）；3、望远镜的视场角2ω＝8°；4、仪器总长度在110mm 左右，视场边缘允许50%的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离≥14mm ，棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2～5mm 。

应用光学第四版课程设计一、引言应用光学是光学的一个分支，它研究如何将光学原理应用到实际问题中去。

在现代科技领域，应用光学的应用越来越广泛，包括激光、光纤通信、生物医学、光学检测等诸多领域。

《应用光学》第四版是应用光学领域中非常重要的一本教材。

本文将针对该教材，进行一次课程设计，以期帮助学生更好地理解和掌握该领域的知识。

二、教学目标本次课程设计的教学目标为：•让学生了解应用光学的基本原理和应用方法；•引导学生掌握激光的基本原理和技术应用；•通过案例分析和实验操作，让学生进一步了解应用光学在现实生活中的广泛应用。

三、课程安排3.1 教学内容第一讲：基本光学原理•光的本质及光的产生、传播、衍射等基本原理；•衰减及反射、透射光的基本概念；•简单光学元件如凸透镜、凹透镜的光学原理。

第二讲：激光基础•激光的定义及发射原理；•激光的光学特性及其应用；•不同类型激光分别适用于哪些领域。

第三讲：激光技术与应用•激光加工、激光切割及激光打标的原理及应用；•激光在医疗、通信、检测、军事等领域的应用案例。

第四讲：应用光学实验•光阑实验；•牛顿环实验；•反射、折射实验。

3.2 教学方法为了使学生更好地掌握应用光学的基本原理和方法，我们将采用以下教学方法：•理论讲解，引导学生了解基本的光学原理和应用方法；•案例分析，让学生进一步了解应用光学在实际生活中的应用；•实验操作，让学生通过实验进一步巩固所学内容。

四、考核方式为了确保学生对于应用光学的掌握，我们将采用以下考核方式：•期末考试：用于测试学生对于应用光学和激光技术的基本知识的掌握情况；•课程论文：要求学生撰写一篇关于某个领域内应用光学的论文，以检验学生在实际问题中运用所学知识的能力；•实验报告：要求学生撰写应用光学实验报告，以检验学生在理论基础上运用知识解决实际问题的能力。

五、教学资源为了保证教学质量，我们将利用以下教学资源：•课本：《应用光学第四版》；•视频教学资源：如MOOC平台上的相关应用光学课程视频；•实验室：学校的光学实验室和物理实验室。

一、教学目标1. 知识目标：- 理解并掌握应用光学的基本原理。

- 了解不同光学元件（如透镜、棱镜、反射镜等）的工作原理和应用。

- 熟悉光学成像的基本规律。

2. 能力目标：- 能够运用光学原理解决实际问题。

- 提高学生的实验操作能力和分析问题能力。

3. 情感目标：- 培养学生对光学现象的探究兴趣。

- 增强学生的科学素养和团队合作精神。

二、教学内容1. 应用光学基本原理2. 光学元件及其应用- 透镜：凸透镜、凹透镜- 棱镜：色散、全反射- 反射镜：凹面镜、凸面镜3. 光学成像规律- 物像关系- 成像条件- 成像性质三、教学过程（一）导入新课1. 展示生活中的光学现象，如放大镜、眼镜、望远镜等，激发学生的学习兴趣。

2. 提出问题：这些光学现象是如何产生的？它们遵循什么规律？（二）讲授新课1. 应用光学基本原理- 介绍光的传播、反射、折射等基本原理。

- 讲解光学定律，如反射定律、折射定律等。

2. 光学元件及其应用- 介绍透镜、棱镜、反射镜等光学元件的结构、工作原理和应用。

- 通过实例分析，让学生了解光学元件在实际生活中的应用。

3. 光学成像规律- 讲解物像关系、成像条件、成像性质等。

- 通过作图法演示光学成像过程，帮助学生理解成像规律。

（三）课堂练习1. 完成课后习题，巩固所学知识。

2. 进行实验操作，观察光学现象，验证所学原理。

（四）课堂小结1. 总结本节课所学内容，强调重点和难点。

2. 提出思考题，引导学生深入思考。

四、教学评价1. 课后作业完成情况2. 课堂练习及实验操作表现3. 学生对光学知识的掌握程度五、教学反思1. 课后总结教学效果，分析教学过程中的优点和不足。

2. 针对不足之处，调整教学策略，提高教学质量。

六、教学资源1. 教材2. 光学实验器材3. 网络资源七、教学时间2课时八、教学环境教室、实验室九、教学注意事项1. 注重理论联系实际，让学生了解光学知识在生活中的应用。

2. 鼓励学生积极参与课堂活动，培养学生的动手能力和创新精神。

应用光学课程设计1. 课程背景应用光学是光学科学中的一个重要分支，它研究光学原理及其应用，涉及到现代光学、量子光学、激光技术、光电子学等多个领域。

应用光学广泛应用于通信、能源、医学、环保、军事等领域，已经成为现代社会的关键技术之一。

因此，开设应用光学课程是培养光学科学及其应用领域人才的必要举措。

本文将介绍一门经过改进的应用光学课程的设计与教学实践。

2. 课程设计2.1 课程目标本课程旨在使学生：•掌握应用光学的基本原理和方法；•熟悉应用光学在通信、能源、医学、环保、军事等领域的应用；•具备应用光学解决实际问题的能力和实验研究的基本技能。

2.2 核心内容本课程包括以下核心内容：•光学基础知识与光学元件，包括光的传播、干涉、衍射、透镜、棱镜等；•应用光学的基本原理，包括应用光学的基础原理、激光技术原理、光子学、光电子学原理等；•应用光学技术与应用，包括光学仪器、光通信、光存储、激光加工、光学显微镜、光学遥感等。

2.3 教学方法为了提高学生的学习兴趣和学习效果，本课程采用了多种教学方法，包括：•理论讲授。

课程将采用讲授大纲和ppt等教学材料，形成形象生动的理论讲解。

•实验教学。

本课程还设置了实验环节，让学生直接参与实验和各种项目设计，从而巩固知识并增加实践经验。

•组织学习小组。

课程将以小组形式让学生合作探讨学习问题，改善学生之间的互动关系。

2.4 课程评估为了提高学生的学习效果，课程需考核，分布式考核将由大作业、课堂发言、短笔记等方式来实现。

•大作业占比40%，课程最后等级评定中，占50%；•课堂发言占比20%，课程最后等级评定中，占25%；•短笔记占比10%，课程最后等级评定中，占25%。

3. 教学实践本课程采用以上设计且经实践检验，取得了良好的教学效果和教学评价。

学生都积极参与了相关实验研究并可能得到较高的成绩和评价评级。

4. 结论应用光学作为一门综合性强的技术科学，其课程设计需要设计到相关的理论知识、实验操作等方面。

齐鲁工业大学课程设计专用纸 成绩课程名称 应用光学课程设计 指导教师院 （系） 专业班级学生姓名 学号 200911021033 设计日期课程设计题目 （二）设计一个10倍的双目望远镜一．设计题目要求：设计一个10倍的双目望远镜，其设计要求如下： （1）视放大率 10xΓ= （2）全视场 26oω=（3）岀瞳直径 '4D mm =（4）岀瞳距离'11z l mm=（5）鉴别率 "6α=（6）渐晕系数 0.6k = （7）棱镜的出射面与分划板之间的距离 28.3a = （8）选取普罗I 型棱镜，其棱镜材料为BKA7 （9）选用目镜类型为 2-28二．拟定系统的原理方案光学系统初步设计的第一步工作就是拟定系统的结构原理图。

下面，结合仪器的光学性能和技术来简单讨论系统的结构。

（1）双目望远镜由一个物镜，两个棱镜，一个分划镜和一组目镜组成。

（2）光学系统为了便于观察，系统应成正像，所以必须加入倒像系统。

三．光学系统的外形尺寸计算 （一）目镜的计算目镜是望远镜系统非常重要的一个组成部分，但是目镜本身不需要设计，当系统需要使用目镜时，只要根据技术要求进行相应类型的选取即可。

1.已知本次设计的观察镜的视放大倍率Γ及视场角2ω，求出'2ω，即'tg tg ωωΓ=则 '22()arctg tg ωω=Γ⨯2.因为目镜有负畸变（3%:5%），所以实际应取：'22()2()5%arctg tg arctg tg ωωω=Γ⨯+Γ⨯⨯由上式可以求得'258.08o ω=3.然后求目镜的焦距本次选用目镜2-28，其各项值据《光学仪器手册》可以查得：'20.216f = ' 4.49f s = 18.27f L =- ''/ 1.042P f = 5.0d =4.在本次设计中所需的目镜的结构形式为已知条件，即所选目镜为2-28根据 '258.08o ω= '4D mm = '11z l mm =由以上要求，选取目镜2-28结构如图1所示。

应用光学Applied optics一、课程基本情况课程类别：专业任选课课程学分：3学分课程总学时：48学时（讲课：48学时）课程性质：必修开课学期：第7学期先修课程：高等数学适用专业：光电信息科学与工程，物理学教材：《工程光学基础教程》，机械工业出版社，编者：郁道银，出版年份：2007.4o 开课院系：物理与光电工程学院光电工程系二、课程性质、课程的教学目标和任务应用光学是光信息科学与技术专业的技术基础课。

它主要是要让学生学会解决几何光学、典型光学仪器原理、光度学、色度学、光纤光学系统、激光光学系统及红外光学系统等的基础理论和方法。

它包括了此类专业学生必备的光学知识，为光学仪器、微光夜视、激光红外等学科奠定了理论基础和应用基础，在培养光学和光电类人才中具有不可替代的地位。

本课程从光波、光线和成像等几何光学的概念出发讲述了光线在介质中传播的基本规律，描述了近轴光学、理想光学系统和平面镜及棱镜的成像性质和规律，讨论了常用光学仪器的工作原理、成像性能和分辨率。

通过本课程的学习，学生应能对光学的基本概念、基本原理和典型系统有较为深刻的认识，为学习光学设计、光信息理论和从事光学研究打下坚实的基础三、教学内容和要求1.章节名称几何光学基本定律与成像概念（8学时）（1）掌握：几何光学基本定律：光的直线传播定律、光的独立传播定律、反射定律和折射定律、光路的可逆性、费马原理（最短光程原理）：应用光学中的符号规那么，单个折射球面的光线光路计算公式、单个折射面的成像公式，包括垂轴放大率、轴向放大率、角放大率、拉赫不变量等公式。

（2）了解：共轴球面系统公式、成像条件的概念和相关表述、球面反射镜成像公式；（3）理解：马吕斯定律；重点：应用光学中的符号规那么，单个折射球面的光线光路计算公式难点：单个折射面的成像公式.章节名称理想光学系统（8学时）（1）掌握共轴理想光学系统的成像性质、无限远的轴上（外）物点的共帆像点及光线、无限远的轴上（外）像点的对应物点及光线的性质、物（像）方焦距的计算公式、物方主平面与像方主平面的性质，光学系统的节点及性质、图解法求像的方法、解析法求像方法（牛顿公式、高斯公式）（2）了解理想光学系统的放大率概念及公式，理想光学系统两焦距之间的关系，理想光学系统的组合公式、多个光组组成的理想光学系统的成像公式；重点：物（像）方焦距的计算公式、物方主平面与像方主平面的性质，光学系统的节点及性质、解析法求像方法难点：图解法求像的方法.章节名称平面与平面系统（8学时）（1）掌握；折射棱镜的作用，其最小偏向角公式及应用，光楔的偏向角公式及其应用；（2）了解；反射棱镜的种类、基本用途、成像方向判别、棱镜色散、色散曲线、白光光谱的概念、常用的光学材料种类和特点；（3）理解；平面光学元件的种类和作用、平面镜的成像特点和性质，平面镜的旋转特性，光学杠杆原理和应用；重点：平面镜系统中光线旋转和平移难点：其最小偏向角公式及应用，光楔的偏向角公式及其应用.章节名称光学系统中的光束限制（6学时）（1）掌握：孔径光阑、入瞳、出瞳、孔径角的定义及它们的关系、视场光阑、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系；（2）了解：照相系统的基本结构、成像关系和光束限制、望远系统的基本结构、成像关系和光束限制、显微系统的基本结构、成像关系和光束限制，物方远心光路原理；（3）理解光瞳衔接原那么及其作用、场镜的定义、作用和成像关系、景深、远景景深、近景景深的概念，景深公式和影响因素；重点：孔径光阑位置求解难点：视场光阑、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系.章节名称光度学和色度学基础（4学时）（1）掌握：光度学中辐射量和光学量的定义、单位，光度学基本量的定义和单位，辐射量和光学量的关系；（2）了解：光传播过程中光学量的主要变化规律；（3）理解：颜色的基本概念、性质、定律和相关实验、CIE标准色度学系统简介；重点：光度学基本量定义难点：光度学中辐射量计算2.章节名称光线的光路计算及像差理论（7学时）（1）掌握：像差的定义、种类和消像差的基本原那么；（2）了解：7种几何像差的定义、影响因素、性质和消像差方法。

光学设计课程设计结论一、教学目标本章节的教学目标分为三个部分：知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。

1.知识目标：学生需要掌握光学设计的基本原理、方法和应用，了解光学设计在现实生活中的重要性。

2.技能目标：学生能够运用光学设计原理和方法解决实际问题，提高创新能力和实践能力。

3.情感态度价值观目标：培养学生对光学设计的兴趣，增强其对科学探究的热情，培养其团队协作和沟通交流的能力。

二、教学内容本章节的教学内容主要包括光学设计的基本原理、方法和应用。

具体包括以下几个方面：1.光学设计的基本原理：光的传播、反射、折射、衍射等基本现象，以及光学系统的构成要素。

2.光学设计的方法：光学设计的基本步骤、光学参数的计算和优化方法，以及光学设计软件的使用。

3.光学设计的应用：光学元件的设计与制造、光学系统的性能评估，以及光学设计在现实生活中的应用案例。

三、教学方法为了实现教学目标，本章节将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法：通过教师的讲解，引导学生掌握光学设计的基本原理和方法。

2.讨论法：学生进行小组讨论，培养其团队协作和沟通交流的能力。

3.案例分析法：分析现实生活中的光学设计案例，让学生了解光学设计的应用。

4.实验法：引导学生进行光学实验，培养其实践能力和创新精神。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本章节将选择和准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的光学设计教材，为学生提供系统、科学的学习资料。

2.参考书：推荐学生阅读相关光学设计方面的参考书籍，丰富其知识体系。

3.多媒体资料：制作精美的PPT、教学视频等，提高学生的学习兴趣和效果。

4.实验设备：准备充足的光学实验设备，确保学生能够顺利进行实验操作。

五、教学评估本章节的教学评估将采用多元化的评估方式，包括平时表现、作业、考试等，以确保评估的客观性和公正性。

1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与度、提问回答等情况，评估其对光学设计的理解和掌握程度。

应用光学课程设计一、设计题目双筒棱镜望远镜设计（望远镜的物镜和目镜的选型和设计）二、本课程设计的目的和要求1、综合运用课程的基本理论知识，进一步培养理论联系实际的能力和独立工作的能力。

2、初步掌握简单的、典型的、与新型系统设计的基本技能，熟练掌握光线光路计算技能，了解并熟悉光学设计中所有例行工作，如数据结果处理、像差曲线绘制、光学零件技术要求等。

3、巩固和消化课程中所学的知识，初步了解新型光学系统的特点，为学习专业课与进行毕业设计打下好的基础。

三、设计技术要求双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I型棱镜转像，系统要求为：1、望远镜的放大率Γ＝6倍；2、物镜的相对孔径D/f′＝1：4（D为入瞳直径，D＝30mm）；3、望远镜的视场角2ω＝8°；4、仪器总长度在110mm左右，视场边缘允许50%的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离 14mm，棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2～5mm。

6、lz′=8～10mm四、设计报告撰写内容本课程设计要求以设计报告形式完成以下工作：1、认真学习相关像差理论和光学设计知识，做好笔记，完成例题作业并上交；2、根据所讲内容进行本设计具体参数以及结构形式的选择，说明选择理论依据；3、进行本设计的外形尺寸计算，要求写明计算过程；4、使用PW法进行初始结构参数r、d、n的求解，要求写明计算过程；5、计算本设计的像差容限，使用Tcos软件完成设计的模拟和计算，手工修改结构参数进行像差的校正；6、绘制相应的像差曲线图和计算数据报表；7、写出本次课程设计的心得体会。

第5章 望远系统设计范例题目：双筒棱镜望远镜设计（望远镜的物镜和目镜的选型和设计） 要求：双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I 型棱镜转像，系统要求为： 1、望远镜的放大率Γ＝6倍；2、物镜的相对孔径D/f′＝1：4（D 为入瞳直径，D ＝30mm ）；3、望远镜的视场角2ω＝8°；4、仪器总长度在110mm 左右，视场边缘允许50%的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离≥14mm ，棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2～5mm 。

应用光学课程设计应用光学是现代光学的一个重要分支，涉及到了光学基础理论及其在生物医学、通讯、计算机等领域中的应用。

如何进行应用光学课程设计，使学生在学习过程中更好地掌握光学知识并具备应用能力，是一个需要认真思考和操作的过程。

一、确定教学目标教学目标是教学制定的基础和出发点，也是评价教学结果的标准。

在设计应用光学课程时，需要针对学生的学习阶段和学科性质设定不同的教学目标。

比如在本科生阶段，可重点培养学生基本光学知识的掌握和理解、实验能力的培养及其应用能力；研究生阶段，则需着重培养学生的研究能力和科学精神。

二、制定教学计划制定教学计划涉及到课程设置、教材选择、课堂教学和实验等方面。

需要根据教学目标和课程实际情况设计，具体包括以下几个方面：（1）课程设置应用光学是一个较为宽泛的学科，如果将各方面内容都进行深入探究，则需要非常长的时间才能全面掌握。

因此，设计应用光学课程时需要将内容集中在某些重点部分进行深入研究，同时涉及到不同领域的案例分析，注重实际应用场景。

比如，可以侧重深入研究激光的原理及其应用、生物光学、光波导等方面。

（2）教材选择针对不同的教学阶段，应选择适合的教材。

对于本科生，教材要求具有教学内容完整、操作性强和难易度适中等特点；对于研究生，可以适当引入经典文献和前沿研究成果，要求能够掌握当代光学学科的前沿领域和研究进展。

（3）课堂教学课堂教学应通过多种方式来实现。

包括讲授、问答、互动、案例分析等。

通过讲授，让学生系统地掌握各个方面的知识；通过互动，让学生参与到教学当中，培养学生的积极性；通过案例分析，让学生学会将理论知识应用到实际问题中。

（4）实验教学实验教学是应用光学教学的重要组成部分。

通过实验，可以使学生更好地理解并掌握光学原理，提高实验技能和实践能力。

实验课程的设置应与理论课程相结合，注重实践应用和创新思维培养。

三、评价教学效果评价教学效果是教学过程中必不可少的一项工作。

通过考试、实验、作业、论文等综合评定，以及学生的反馈意见，从不同角度来全面衡量教学效果，为教学改进提供依据。

课程名称：应用光学授课班级：XX级XX班授课时间：XX课时教学目标：1. 知识目标：（1）使学生掌握应用光学的基本原理和基本概念。

（2）使学生了解光学仪器的工作原理和应用。

（3）使学生具备分析光学问题、解决实际问题的能力。

2. 能力目标：（1）培养学生运用光学原理解决实际问题的能力。

（2）提高学生的实验操作技能和数据分析能力。

（3）培养学生创新思维和团队合作精神。

3. 情感目标：（1）激发学生对光学知识的兴趣，培养学生对科学探索的热情。

（2）培养学生严谨的科学态度和求实的精神。

教学内容：1. 光的传播与折射2. 光的反射与全反射3. 透镜与光学系统4. 光学仪器5. 光的干涉与衍射6. 光谱分析7. 光学信息处理教学过程：一、导入1. 通过生活中的实例，如眼镜、放大镜等，引导学生关注光学现象。

2. 提出问题：光学现象背后的原理是什么？如何应用光学知识解决实际问题？二、新课讲授1. 光的传播与折射- 讲解光的传播规律，介绍折射定律。

- 通过实验演示，使学生观察光的折射现象。

2. 光的反射与全反射- 讲解光的反射规律，介绍全反射现象。

- 通过实验演示，使学生观察光的反射现象。

3. 透镜与光学系统- 讲解透镜的类型和成像规律。

- 通过实验演示，使学生了解透镜成像原理。

4. 光学仪器- 介绍显微镜、望远镜等光学仪器的原理和应用。

- 通过实物展示，使学生了解光学仪器的构造和功能。

5. 光的干涉与衍射- 讲解光的干涉和衍射现象。

- 通过实验演示，使学生观察光的干涉和衍射现象。

6. 光谱分析- 讲解光谱分析的基本原理和应用。

- 通过实验演示，使学生了解光谱分析的过程。

7. 光学信息处理- 介绍光学信息处理的基本原理和应用。

- 通过实验演示，使学生了解光学信息处理的方法。

三、课堂练习1. 课后布置相关习题，巩固所学知识。

2. 组织学生进行小组讨论，分析实际问题，提高解决问题的能力。

四、课堂小结1. 回顾本节课所学内容，强调重点和难点。

应用光学第四版课程设计1. 课程概述本课程是应用光学第四版的课后设计，旨在帮助学生深入理解应用光学的基本原理和实际应用。

本课程以问题为导向，通过探究光学现象和实验验证，加深对光学知识的理解。

2. 课程目标•熟练掌握应用光学的基本原理和实际应用；•能够理解并解决与应用光学相关的实际问题；•具有一定的实验设计，数据处理和报告撰写能力。

3. 教学内容1.高斯光学•高斯光束的概念及特性•几何光学和物理光学之间的转化•欧拉公式及应用•理想成像系统的特性2.相干光学•干涉和衍射现象•奇异分解定理•自相干和互相干性质•前向散射问题3.激光光学•激光的产生和放大原理•激光谱学的基本概念•激光的各种应用4.光学仪器•光学显微镜和电子显微镜•光谱仪和干涉仪•激光雷达和光学测距仪4. 实验设计本课程设置了两个实验项目，分别为：1.摩尔条纹的实验验证：通过一个简单的光路，让学生了解摩尔条纹的形成原理，并实际验证条纹模型的正确性。

2.激光测距实验：通过使用激光测距仪进行测距，让学生了解激光测距的基本原理，并深入了解仪器的构成和工作原理。

5. 考核方式本课程的考核方式将参考学生成绩的综合发展情况，采用以下方式：1.平时作业：根据学生上课的表现和平时完成资料、练习的情况，进行评估。

2.实验成绩：根据学生完成实验的情况和实验报告的质量，进行评估。

3.期末考试：考试内容涵盖本课程的所有知识点，以选择题、计算题和应用分析题为主。

6. 授课方式本课程将采用线上线下相结合的授课方式。

授课内容将在线上进行，实验将组织线下进行，并采取分散实验时间的方式，确保学生的安全。

7. 参考资料•应用光学（第四版）（美）A·E·西耶（Herbert A.Meyerhoff）著，梁积懋等译•应用光学实验指导书（第四版）郭志华著，吴稳强等译8. 总结本课程通过问题导向的方法，让学生深入理解应用光学的原理和应用，并通过实验验证增强了学生的实践能力。

《应用光学课程设计》大纲一、课程设计周数：1周二、适用专业：测控技术与仪器，光信息科学与技术三、课程设计培养目标及要求：应用光学是光信息科学与技术等多种专业的专业基础课程，它即是一门理论学科又是一门应用学科。

作为教育部门，卓有成效地培养出合格的光学设计人材是教学工作中的首要任务。

然而课堂教学只能使学生掌握扎实的理论知识，致使学生缺乏具体的实践经验，为了培养出复合型的实用人才，在坚实的理论知识基础上还必须要求学生具有一定的实际工作的技能，以便走上工作岗位后能很快的适应工作环境。

所以为锻炼培养学生的实际操作能力，增强学生毕业后的工作适应性，在教学中必须高度重视实践教学环节。

而课程设计正好能增强学生的光学设计水平。

从而培养出既有理论又有实践水平的高级专门人才。

光学设计着眼于应用光学的基本理论知识、光学设计基本理论和方法，侧重于典型系统具体设计的思路和过程，加强学生对光学设计的切身领会和理解，将理论与实际融合、统一，以提高学生综合分析及解决问题能力的培养。

四、课程设计的主要内容：1.使用ZEMAX进行准直透镜的设计2.简单低倍放大镜的设计3.双胶合物镜的设计4.激光光束的准直设计5.伽利略望远镜的设计通过对所学应用光学理论知识，对常见的一些典型的望远系统进行设计，设计内容主要包括：利用PW法进行相应系统的结构选型及初始结构参数设计、光线追迹及像差平衡等。

五、课程设计方式、场所：学校教室及机房。

六、课程设计教师学生的任务：1、学生的任务1)掌握光学设计理论计算及分析能力，学习操作相关的光学设计软件的基本技能。

在教师的指导下，按照光学设计工作的基本要求，正确组织学生进行计算及分析：学习像差的基本理论；学习使用ZEMAX软件输入光学结构数据；学习使用ZEMAX分析初级像差并设置简单的优化函数；设计简单的光学系统，并做简单的分析和总结；撰写课程设计论文。

2)进一步理解应用光学的理论和方法。

通过边实验、边学习、边思考和边总结，把实践操作与课堂所学理论和方法相结合。

光学课程设计报告姓名:班级 :学号:目录..3.4..8..13 14.14 .21..25 .26.2734 37.39光学课程设计任务一、设计目的1、重点掌握设计光学系统的思路。

初步掌握简单的、典型的系统设计的基本技能，熟练掌握光线光路计算技能，了解并熟悉光学设计中所有例行工作，如数据结果处理、像差曲线绘制、光学零件技术要求等。

2、在熟练掌握基本理论知识的基础上，通过上机实训，锻炼自己的动手能力。

在摸索的过程中，进一步培养优化数据的能力和理论联系实际的能力。

3、巩固和消化应用光学和本课程中所学的知识，牢固掌握典型光学系统的特点，并初步接触以后可能用到的光学系统，为学习专业课打下好的基础。

......二、设计题目双筒棱镜望远镜设计（望远镜的物镜和目镜的选型和设计）三、技术要求双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I 型棱镜转像，系统要求为：1、望远镜的放大率Γ＝6倍；2 、物镜的相对孔径D/f ′＝1 ： 4 （ D 为入瞳直径，D＝30mm ）；3、望远镜的视场角2ω＝8°；4、视场边缘允许50% 的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离不小于14mm ，棱镜采用K9 玻璃，两棱镜间隔为2～ 5mm ；6、筒长约为 110mm左右；......望远镜外型尺寸计算......计算整体外形尺寸1、求f1' ， f 2 'f1 '4D 4 30mm120mmf 2 'f1 '20mm2、求D'D 'D5mm3、求分划板直径D分 ' 2 f1 'tanw(2120tan4o)mm 16.7824mm 4、求目镜视场2w'tan w'tan w6tan4o0.41962w '45.522o5、棱镜的展开K=L D=2棱镜等效为空气平板后厚度d LD在设计时，下半部分的光用目镜的通光口径来拦掉，上半部分的光用棱镜的最后一面来拦掉。

课时：2课时年级：高中学科：物理教学目标：1. 知识目标：使学生理解光的折射、反射、干涉、衍射等基本现象，掌握光的传播规律和光的应用。

2. 能力目标：培养学生运用光学原理解决实际问题的能力，提高学生的实验操作技能。

3. 情感目标：激发学生对光学现象的兴趣，培养学生探索科学奥秘的求知欲。

教学重点：1. 光的折射和反射定律。

2. 光的干涉和衍射现象。

3. 光学仪器的工作原理。

教学难点：1. 复杂光学现象的物理意义理解。

2. 光学仪器的设计与应用。

教学过程：第一课时一、导入1. 展示生活中常见的光学现象，如彩虹、镜面反射等，引导学生思考这些现象背后的光学原理。

2. 提出问题：如何将这些光学现象应用于实际生活中？二、新课讲解1. 光的折射：讲解斯涅尔定律，通过实验演示光的折射现象，使学生理解光在不同介质中传播的速度差异。

2. 光的反射：讲解反射定律，通过实验演示镜面反射现象，使学生理解光在平面镜、球面镜等反射面上的反射规律。

3. 光的干涉：讲解双缝干涉实验，使学生理解光的相干性，掌握干涉条纹的形成原理。

4. 光的衍射：讲解单缝衍射实验，使学生理解光的衍射现象，掌握衍射条纹的形成原理。

三、课堂练习1. 分析生活中的光学现象，如透镜成像、光纤通信等，引导学生运用所学知识解释这些现象。

2. 设计简单的光学实验，如观察光的折射、反射、干涉等，培养学生的实验操作技能。

第二课时一、复习1. 回顾第一课时所学内容，巩固学生对光的折射、反射、干涉、衍射等基本现象的理解。

2. 梳理光学仪器的应用，如望远镜、显微镜、光纤等。

二、新课讲解1. 光学仪器的工作原理：讲解透镜、棱镜、光栅等光学元件的工作原理，使学生理解光学仪器的成像原理。

2. 光学仪器的应用：以望远镜、显微镜、光纤等为例，讲解光学仪器在各个领域的应用。

三、课堂练习1. 分析光学仪器的设计原理，如透镜的焦距、光栅的刻线等，培养学生的设计思维。

2. 设计光学实验，如观察光学仪器的成像效果，培养学生的实验操作技能。

应用光学课程设计
应用光学是一门旨在培养学生对光学原理及其在实际应用中的
应用能力的学科。

本课程旨在介绍光学的基本概念、原理和应用，深入了解光学系统的设计、测量和控制，以及光学器件和系统的应用。

通过本课程的学习，学生可以掌握光学的基本理论和实际应用，从而为未来的工作和学习打下坚实的基础。

课程目标：
1. 掌握光学的基本概念、原理和应用；
2. 熟悉光学器件和系统的设计、测量和控制；
3. 了解光学技术在各个领域的应用，如通信、医学、工业等；
4. 培养学生的实验能力和问题解决能力。

课程大纲：
第一节：光学基础知识
1. 光的本质和光的传播
2. 光的干涉和衍射
3. 光的偏振和旋转
第二节：光的测量和控制
1. 光学测量的基本原理
2. 光的调制和控制
3. 光的成像和显示
第三节：光学器件和系统
1. 光学器件的分类和特性
2. 光学系统的设计和优化
3. 光学系统的测量和校准
第四节：光学应用
1. 光学在通信领域的应用
2. 光学在医学领域的应用
3. 光学在工业领域的应用
第五节：实验
1. 光学基础实验
2. 光学器件和系统实验
3. 光学应用实验
评估方式：
1. 平时成绩（参与度、作业、课堂表现等）占20%；
2. 期中考试占30%；
3. 期末考试占50%。

参考教材：
1. 《应用光学》（第四版），江苏教育出版社；
2. 《现代光学》（第六版），高等教育出版社；
3. 《光学基础》（第二版），电子工业出版社。

应用光学课程设计实验报告1. 实验背景应用光学是光学原理在工程和技术应用中的具体应用，例如光学成像、光学通信和激光技术等。

本实验旨在通过实际操作，加深对应用光学知识的理解，提高实验者的实践能力。

2. 实验目的1.了解光学实验仪器的使用方法。

2.掌握光学成像的基本原理。

3.学习激光技术在通信中的应用。

3. 实验内容3.1 光学成像实验使用凸透镜和凹透镜进行实验，观察不同物距和像距的关系，验证透镜成像公式。

3.2 激光通信实验设计并搭建激光通信系统，测试传输距离和传输速率，分析干扰和衰减情况。

4. 实验步骤4.1 光学成像实验1.安装凸透镜和凹透镜在光学台上。

2.调整光源位置，发出平行光束。

3.移动屏幕，观察成像情况。

4.测量物距、像距，计算倍率并与理论值比较。

4.2 激光通信实验1.搭建发射端和接收端。

2.调试激光器和接收器参数。

3.测试传输距离和传输速率。

4.分析实验结果，探讨优化方案。

5. 实验数据与分析5.1 光学成像实验数据物距（cm）像距（cm）焦距（cm）倍率20 40 30 230 10 15 2根据实验数据计算的倍率与理论值相符，说明成像实验结果正确。

5.2 激光通信实验数据传输距离：100m传输速率：10Mbps经过分析发现，传输距离过远时，信号衰减严重，需要增加中继设备进行信号放大。

6. 实验总结通过本次实验，我对应用光学的实际应用有了更深入的了解，掌握了光学成像和激光通信的基本原理和实验方法。

实验中遇到的问题和挑战也让我更加深入地理解了光学技术的重要性和难点所在。

希望在今后的学习和工作中能够更好地运用光学知识，为科学研究和工程应用提供更好的支持。

7. 参考文献1.王小明. 光学原理与技术. 北京：科学出版社，2010.2.李大伟. 激光应用技术导论. 上海：上海科技出版社，2015.。

应用光学课程设计一、设计题目双筒棱镜望远镜设计（望远镜的物镜和目镜的选型和设计）二、本课程设计的目的和要求1、综合运用课程的基本理论知识，进一步培养理论联系实际的能力和独立工作的能力。

2、初步掌握简单的、典型的、与新型系统设计的基本技能，熟练掌握光线光路计算技能，了解并熟悉光学设计中所有例行工作，如数据结果处理、像差曲线绘制、光学零件技术要求等。

3、巩固和消化课程中所学的知识，初步了解新型光学系统的特点，为学习专业课与进行毕业设计打下好的基础。

三、设计技术要求双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I 型棱镜转像，系统要求为：1、望远镜的放大率r= 6倍；2、物镜的相对孔径D/f丄1: 4（D为入瞳直径，D = 30mm）;3、望远镜的视场角2宀=8°4、仪器总长度在110mm 左右，视场边缘允许50%的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离14mm,棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2〜5mm。

& lz '〜810mm四、设计报告撰写内容本课程设计要求以设计报告形式完成以下工作：1 、认真学习相关像差理论和光学设计知识，做好笔记，完成例题作业并上交；2、根据所讲内容进行本设计具体参数以及结构形式的选择，说明选择理论依据；3、进行本设计的外形尺寸计算，要求写明计算过程；4、使用PW 法进行初始结构参数r、d、n 的求解，要求写明计算过程；5、计算本设计的像差容限，使用Tcos软件完成设计的模拟和计算，手工修改结构参数进行像差的校正；6、绘制相应的像差曲线图和计算数据报表；7、写出本次课程设计的心得体会。

第5章望远系统设计范例题目：双筒棱镜望远镜设计（望远镜的物镜和目镜的选型和设计）要求：双筒棱镜望远镜设计，采用普罗I型棱镜转像，系统要求为：1、望远镜的放大率6倍；2、物镜的相对孔径D/f丄1: 4 （D为入瞳直径，D = 30mm）;3、望远镜的视场角2宀=8°4、仪器总长度在110mm左右，视场边缘允许50%的渐晕；5、棱镜最后一面到分划板的距离14mm,棱镜采用K9玻璃，两棱镜间隔为2〜5mm。

应用光学课程设计论文一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。

知识目标要求学生掌握光学的基本概念、原理和定律，了解光学在现实生活中的应用。

技能目标要求学生能够运用光学知识解决实际问题，具备基本的实验操作能力和科学思维。

情感态度价值观目标要求学生培养对科学的热爱和好奇心，提高科学素养，意识到光学在现代科技和社会发展中的重要性。

通过分析课程性质、学生特点和教学要求，我们将目标分解为具体的学习成果。

课程目标明确，具体可衡量，便于学生和教师了解课程的预期成果。

后续的教学设计和评估将以此为基础，确保教学目标的实现。

二、教学内容根据课程目标，我们选择和了与之相关的教学内容。

教学大纲详细制定了教学内容的安排和进度。

本课程的教学内容主要包括光学的基本概念、光的传播、反射、折射、衍射等基本现象和原理，以及光学在现实生活中的应用。

教材的章节安排如下：1.光学基本概念和光的传播2.光的反射和折射3.光的衍射和偏振4.光学仪器和光学应用以上教学内容科学系统，与课本紧密相关，符合教学实际。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，我们选择了多样化的教学方法。

包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法：通过教师的讲解，系统地传授光学知识，帮助学生建立知识体系。

2.讨论法：学生进行分组讨论，引导学生主动思考和探索，培养学生的科学思维。

3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解和运用光学知识。

4.实验法：安排实验课程，让学生亲自动手进行实验，培养学生的实验操作能力和科学素养。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们选择了适当的教学资源。

包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。

1.教材：选择权威、实用的光学教材，作为学生学习的基础。

2.参考书：提供相关领域的参考书籍，帮助学生拓展知识面。

3.多媒体资料：制作精美的教学PPT、视频等多媒体资料，增强课堂教学的趣味性。