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创新之路打开光电领域科技创新的“总开关”——记华中科技大学光电学院教授、博士生导师陈云天 张 闻 谢更好 如果说基础研究是科技创新的“总开关”，那么光学基础研究就是那个打开光电领域科技创新的“总开关”。
对华中科技大学光电学院教授，武汉光电国家研究中心及华中科技大学集成电路学院双聘教授陈云天来说，要打开光电领域科技创新的“总开关”，就需要将光学基础理论及计算光学的核心算法和我国光电产业的技术需求紧密结合，在其中的痛点、难点及前沿热点问题的研究上取得突破。
瞄准行业亟须解决的“卡脖子”问题，近年来，陈云天带领计算物理光学团队围绕复杂介质光传输的光学基础理论和底层数值算法的研究，在复杂介质光传输领域提出了一系列创新性理论和计算方法，为发展跨尺度光学系统的底层算法打下基础，并取得了多项突破，包括利用几何光学与波动光学融合的思想，借助数值计算工具，首次揭示了复杂介质光传输的非阿贝尔规范场效应及隐藏对称性；将对称性/变分原理及格林函数传播子技术等基本数学物理方法应用到光学数值计算中，发展了一系列原创性光学仿真算法与技术，在某些点技术工具上突破了光电领域常规商用仿真设计软件的底层限制等。
“年轻的研究者需要培养自己的学术品位，在‘能做什么’和‘想做什么’中做出独立的价值判断，进而在坚持不懈的研究中实现创新。
”认清自己，瞄准远方，脚踏实地，埋首前行，陈云天和他的研究团队继续前行在突破光电领域重要关卡的攻关征程上。
揭秘微妙的“隐藏对称性”对称性原理是现代物理学发展的基石，在人们揭示自然规律和建立物理定律的过程中起到了关键作用。
而光学作为物理学的一个重要分支，对称性之于物理学的重要性同样适用于光学体系。
近期研究发现，光学体系存在微妙的隐藏对称性，导致了空间群无法解释的简并度和奇异的光传输现象。
光学隐藏对称性涉及奇异光学、手征光学与拓扑光子学等多个前沿交叉领域，含有丰富的物理内涵和广阔的应用前景。
鉴于对称性在物理学的各个领域（包括光学领域）的重要性和支配地位，系统性地研究光学体系的隐藏对称性的原理及构造方法，不仅进一步丰富甚至反哺物理学中隐藏对称性的研究手段和方法，还对增强光学与物质相互作用、奇异光学、拓扑光子学、光场调控都有十分重要的意义。
华中科技大学光学工程研究生光学博士生培养方案（专业代码：070207授理学学位）一、培养目标1．拥护中国共产党的领导，坚持党的基本路线，热爱祖国，遵纪守法，具有良好的道德品质和文明风尚，具有较强的事业心和献身的精神以及严谨求实的科学作风。
2．具有坚实宽广的光学理论基础和系统深入的专业知识以及娴熟的实验技能。
具有独立从事科学研究工作的能力。
在本学科或专门技术上做出创造性的研究成果。
3．熟悉本学科的现状，了解本学科的发展方向，接触相关学科的国际研究前沿。
4．至少掌握一门外语，熟练阅读和理解相关专业的外文文献，并具有用外文撰写学术论文以及在国际会议上用外文进行学术交流的能力。
二、研究方向1．量子光学与原子光学2．非线性光学与固体光学3．激光动力学4．介观光电子学5．光学测量与信息处理6．准分子激光三、学习年限1．博士生学习年限一般为3－5年。
可提前答辩，但是不得小于2.5年；也可以延迟答辩，但最长不得超过8年。
总学分要求≥32学分；2．硕博连读和直攻博士生的学习年限为4－6年。
总学分要求≥54学分；四、学分要求与分配一览表：类别硕博连读、直攻博已获硕士学位以同等学力报考（未获硕士学位）博士生总学分≥55学分≥32学分按硕博连读、直攻博研究生的要求培养，入学前已修研究生课程可申请免修。
修课学分≥35通识课程≥11学分（辩证法2、技术哲学2、硕士一外2、英语论文写作1.5、英语强化训练1.5、人文类1、社科1）≥13技术哲学2、英语强化训练1.5、英语论文写作2学位要求的学科专业课≥24学分(含跨一级学科课程2学分，由基础理论课、专业基础课和专业课以及相关的跨学科专业课组成22学分（含专题研讨6学分)跨一级学科课程或专业学术实践2学分、专业课程6学分、专题研讨6学分补修课程、任选课程只计成绩，不计学分任选课程只计成绩，不计学分研究环节≥20文献阅读1≥19选题报告1选题报告1中期报告1论文中期报告1国内、外学术交流会议并提交论文1国内外学术交流会议并提交论文1发表学术论文1发表论文1学位论文15学位论文15五、课程设置及学分要求一览表：见物理学院光学专业研究生课程设置六、本学科对博士研究生培养提出的具体要求1．博士研究生的培养实行导师全面负责制，组成以博士生导师为组长的博士研究生指导小组，负责博士研究生的培养和考核工作；2．对跨学科课程的界定（1）跨学科课程指本一级学科外的研究生课程，且必须跟班听课并参加考试。
光学课程设计报告姓名：糜健班级：光信0802学号：U200813208目录1.设计任务及要求 (2)1.1设计任务 (2)1.2设计技术要求 (2)2.设计步骤 (2)2.1总体设计流程图 (2)2.2光学系统外形尺寸的计算 (3)2.2.1 望远镜基本结构参数的确定 (3)2.2.2普罗Ⅰ型转向棱镜外形尺寸的计算 (3)2.2.3物镜的选型及初始结构参数的计算 (6)2.2.4目镜的选型及其初始结构参数的计算 (8)2.3像差调节 (10)2.3.1物镜的调节： (11)2.3.2目镜的调节： (13)2.3.3像质评价 (16)4.附录：零件图与系统图 (17)4.1双胶合物镜正透镜零件图 (17)4.2光学系统图 (19)1.设计任务及要求1.1设计任务双筒棱镜望远镜设计（望远镜的物镜和目镜的选型和设计）1.2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。
2.设计步骤2.1总体设计流程图2.2光学系统外形尺寸的计算2.2.1 望远镜基本结构参数的确定焦距：由D/f1’=1：4，f1’=4D=120mm。
又因为Γ=f1’/f2’，f2’=f1’/Γ=20mm。
出瞳大小：D’=D/Γ=5mm。
分划板口径：D分=2f1’tanω=16.7824mm。
出瞳的视场角：因为Γ=tanω’/tanω，ω=4°，2ω’=45.522°。
2.2.2普罗Ⅰ型转向棱镜外形尺寸的计算普罗Ⅰ型转向棱镜基本结构如下：普罗Ⅰ型转向棱镜是由两块等腰直角棱镜所构成的，具有转向的功能，可以解决开普勒望远镜成倒像的问题，使其成正立的实像，在本双筒望远镜系统中，棱镜位于目镜与分划板之间，对一块等腰直角棱镜进行棱镜的展开如下：DL如图，D为棱镜的通光口径，L为棱镜的展开长度，由几何关系可知：L=2D。
第1篇一、实验模块光学实验二、实验标题华科光学实验三、实验目的1. 了解光学原理，掌握光学仪器的使用方法。
2. 学习光学实验的基本步骤和注意事项。
3. 通过实验验证光学原理，提高实验操作能力。
四、实验原理光学实验主要研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射等光学现象。
本实验主要涉及以下光学原理：1. 光的反射：光线从一种介质射向另一种介质时，在两种介质的交界面上发生反射现象。
2. 光的折射：光线从一种介质射向另一种介质时，在两种介质的交界面上发生折射现象。
3. 光的干涉：两束或多束相干光波相遇时，它们在空间中相互叠加，产生干涉现象。
4. 光的衍射：光线通过一个狭缝或障碍物时，在障碍物后方的空间发生衍射现象。
五、实验步骤1. 光的反射实验：使用平面镜、光源、屏幕等仪器，观察光线在平面镜上的反射现象，测量反射角，验证反射定律。
2. 光的折射实验：使用凸透镜、凹透镜、光源、屏幕等仪器，观察光线通过凸透镜、凹透镜时的折射现象，测量折射角，验证折射定律。
3. 光的干涉实验：使用双缝干涉装置、光源、屏幕等仪器，观察双缝干涉现象，测量干涉条纹间距，验证干涉原理。
4. 光的衍射实验：使用衍射光栅、光源、屏幕等仪器，观察光通过衍射光栅时的衍射现象，测量衍射条纹间距，验证衍射原理。
六、实验环境1. 实验室地点：华科大学光学实验室2. 实验器材：平面镜、凸透镜、凹透镜、双缝干涉装置、衍射光栅、光源、屏幕、测量工具等3. 实验环境要求：光线充足、温度适宜、实验台整洁七、实验过程1. 光的反射实验：调整光源，使其光线垂直射向平面镜，观察反射现象，记录反射角，验证反射定律。
2. 光的折射实验：调整光源，使其光线垂直射向凸透镜、凹透镜，观察折射现象，记录折射角，验证折射定律。
3. 光的干涉实验：调整双缝干涉装置，使其产生干涉条纹，观察干涉现象，记录干涉条纹间距，验证干涉原理。
4. 光的衍射实验：调整衍射光栅，使其产生衍射条纹，观察衍射现象，记录衍射条纹间距，验证衍射原理。
习题对于几何光学中光的传播的4个基本定律各举两个例子说明其现象，并设计有关的实验来证明这些基本定律，同时提出这些基本定律的限制条件。
已知光在真空中的速度为3x108m／s，求光在以下各介质中的速度：水(n=1．333)；冕玻璃(n=1．51)；重火石玻璃(／2=1．65)；加拿大树胶(n=1．526)。
筐，壹丌，柯卉：晕的袭本定律和成像的概念、17一个玻璃球，其折射率为1．73，入射光线的入射角为60‘，求反射光线和折射光线的方向，并求折射光线与反射光线间的夹角。
一个玻璃平板厚200nllTl，其下放一块直径为10mn'l的金属片，在平板上放一张与平板下金属片同心的圆纸片，使在平板上任何方向上观看金属片都被纸片挡住，设平板玻璃的折射率n=1．5，问纸片的最小直径应为多少一个液槽内液体的折射率设在n=1．5~1．8范围内连续变化，问发生全反射的临界角的变化情况，并绘出折射率和临界角间的关系曲线。
你能否提出使液体的折射率发生连续变化的方法，并说明怎样实现该实验。
设入射光线为A二COSJ十COS卢／+cos7k，反射光线为AJ：COSa"i+COS卢·／十COS7'k，试求此平面反射镜法线的方向。
丈量A表示的光线投射到折射平面XOZ上，该平面是折射率为n和n／的分界面，求在第一种介质n中的反射光线AJ及在第二种介质n，中的折射光线A／，设法线N”与y轴同向。
谥光纤心的折射率n1二1．75，光纤包皮的折射率n：：1．50，试求在光纤端面上入射角在何值范围内变化时，可以保证光线发生全反射并通过光纤。
若光纤直径0：4gm，长厦为100m，试求光线在光纤内路程的长度和发生全反射的次数。
某一曲面是折射率分别为n二1．50和n二1．0的两种介质的分界面，设其对无限远和J，二]00iilnl处的点为等光程面，试求该分界面的表示式。
3 4 5 另了另身t。
1— 1． 1 1 · 1 128 应用光学(第3版)一个玻璃球的直径为400mm，玻璃折射率／2：1．5，球中有两个小气泡，一个正在球心，另一个在1／2半径处，沿两气泡的连线方向在球的两边观察两个气泡，它们应在什么位置如果在水中(n：1．33)观察，则它们应在什么位置一个玻璃球直径为60mm，玻璃折射率／2：1．5，一束平行光射在玻璃球上，其会聚点应在什么位置题2．3中，如果凸面向着平行光的半球镀上反射膜，其会聚点应在什么地方如果凹面向着光束的半球镀上反射膜，其会聚点应在什么地方如果反射光束经前面的折射面折射，其会聚点又在什么地方并说明各个会聚点的虚实。
