第11章工程光学 郁道银 第二版ppt课件剖析

专业课，这个是外校生最关心的了，其实浙大光学工程还好啦，只推荐了一本参考书，但是不要真相信只需那本书就搞定了（牛人除外），浙大专业课推荐的书是郁道银和谈恒英的《工程光学》，其实出题人在命题时几何光学并非是参考的这本，他们参考的是浙大出版的李晓彤编的《几何光学，像差，光学设计》，这本书本人觉得难，尤其是像差部分，也许是我们本科没有学太多关于像差的缘故吧，总之这本书的成像系统方面要好好看，尤其是课后题，显微镜，望远镜和放大镜这些原理要弄懂，至于像差方面，能记多少记多少吧，可依据真题看看，哪些是出现频率很高的，哪些是较低的，分清主次，各个击破，另外也是需要一本习题集的，这个很多，我用的是哈工大的光学习题课教程，没用过别的，也不好比较，感觉还行吧！物理光学的话，浙大宝典——梁铨廷的《物理光学理论与习题》是必备的了，很古老的一本书，上面有很多题和浙大真题类似，有些与工程光学那本书的课后题是一样的，这个要好好看！还有考研真经——历年真题了，这个可以去研招办买，好像是4元一年，还有挂号邮寄费！专业课方面激光考察的不多，有时就一个大题10分，有时会再加上几个选择或填空，最多20分吧！这个依据真题看吧，考察哪些看哪些，考纲里要求的都必须看看，好在要求的也不多，这个应该不成问题！大概就是这些资料了，我买的较多，还买了一本物理学大题典——光学卷，还有钟锡华的光学课本，浙大的应用光学课件最好也抽空看看，比较系统，这个在空间共享里有！发现很多人问到专业课复习方法，其实这个是因人而异的，我自己觉得光学这门课很抽象，我本科学的时候就学的不好，所以我从师兄那学的经验是多看书多做题，书本的话我考研时前前后后看了不下4遍，习题做了至少2遍，真题做了3遍！基础不好的起初刚开始看课本做题时会感到看不懂不会做，这个不怕，一定要克服恐惧心理，多看几遍书，同时做些许题帮助理解，慢慢的，就会感到光学题虽然多，但类型却很有限的！其实现在回想起来，感觉光学的东西不算多，物光的话就是干涉、衍射、偏振，几光就是那几个成像系统和主要的像差，还有作图！好了，说的够多了，专业课就这些吧！

以下为本次课程设计作业报告的格式和范例，要求同学们结合自己所做工作进行改动，不得摘抄范例！在相机镜头作业完成后附录上入门教学中所有例子的 report graphic 6 (见zemax>reports menu)，

在完成以上作业情况下，感兴趣的同学可做《光设ZEMAX_实验讲义》中的范例和本次课程设计中相机镜头的公差分析，可进一步实质性的学习光学设计，学习结果也可附录在报告后面。

《Zemax软件设计教程_1》和《光学设计实例-黄惠杰》，是上光和长光的培训课件，同学们可做进一步了解光学设计的理论知识和设计思路。

有什么问题，欢迎同学们提问！

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工程光学课程设计

名 称： 工程光学课程设计

院 系： 电子科学与应用物理学院

班 级： 应用物理10-

学 号：

学生姓名：

指导教师：

2013 年 07 月 日

3 一、课程设计的任务和要求

要求：1、具备独立查阅光学设计理论和像差分析的相关文献和资料；能提出并较好地的实施方案；具有收集、加工各种信息及获得新知识的能力。

2、具备独立设计简单透镜组，能用zemax软件对初级像差进行分析和校正，从而对镜头进行优化设计的能力。

3、具备采用计算机软件进行数值计算、仿真、绘图等能力。

4、工作努力，遵守纪律，工作作风严谨务实，按期圆满完成规定的任务。

5、综述简练完整，立论正确，论述充分，结论严谨合理；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确。

6、工作中有创新意识，对前人工作有一定改进或独特见解。

消除镜镜面反射干扰方法研究

摘要：镜面反射会造成图像过曝，失去物体原有信息，对成像干扰一直是机器视觉业界难题。本文针对镜面反射的理论基础分析了不同物体表面镜面反射特性，并针对不同物体表面反射特性研究了漫反射、多角度、同轴光、偏振等等不同光学系统方案来解决镜面反射问题，并针对实际不同场景给出了具体解决方案。

关键词：机器视觉：镜面反射：漫反射：偏振光

1引言

在机器视觉应用场景中，如检测金属、铝箔表面、反光膜片、光滑表面的物品时，镜面反射会造成局部反射光过强，使图像过曝，从而失去物体原有信息，干扰机器视觉检测。由于镜面反射是受物体材质本身影响，在成像系统受限条件下，很难通过有效手段消除镜面反射干扰。常规解决方案通过偏振来消除镜面反射，但偏振光只能消除一定角度的反射光，无法消除所有的镜面反射光干扰，如何有效消除所有的偏振光干扰，是机器视觉应用工程师必须面对的难题。

2镜面反射

根据几何光学基本定律，光线在两种均匀介质分界面上传播时一部分光线被反射回去，称为反射光线[1]。一部分继续传播为折射光线，此处只分析反射光线成像情况。

通常情况下可以辨别物体之形状和存在，是由于光的漫射之故，物体表面反射回光线各个方向都有，因而能够清晰的突出物体表面的轮廓和颜色特性。当表面平滑的物体，形成光的镜面反射，物体表面只反射回了单一角度的光线，无法接收到物体不同位置的信息，此时镜面反射只能观察到亮斑，无法看清物体。

3反射光线特征分析 菲涅尔公式是光学中的重要公式，用它能解释反射光的强度、折射光的强度、相位与入射光的强度的关系。根据菲涅尔公式，可以将一束自然光振动矢量分解为垂直入射面的S分量和平行与入射面的P分量。当光通过不同的介质界面时，入射光分为反射光和折射光两部分，折射定律和反射定律决定了他们的方向，而这两部分光的强度和振动的取向，都需要用电磁理论中的菲涅耳公式[2]来解释。

3.1 光的直线传播

光在均匀介质中沿直线传播，通常简称光的直线传播。它是几何光学的重要基础，人眼或者相机就是根据光的直线传播来确定物体或像的位置的。

122mm3011mm30第十三章习题解答

波长nm500的单色光垂直入射到边长为3cm的方孔，在光轴（它通过孔中心并垂直方孔平面）附近离孔z处观察衍射，试求出夫琅和费衍射区的大致范围。

解： 夫琅和费衍射应满足条件 1max21212)(Zyxk

)(900)(50021092)(2)(72max2121max21211mcmayxyxkZ

波长为500nm的平行光垂直照射在宽度为0.025mm的单逢上，以焦距为50cm的会聚透镜将衍射光聚焦于焦面上进行观察，求（1）衍射图样中央亮纹的半宽度；（2）第一亮纹和第二亮纹到中央亮纹的距离；（3）第一亮纹和第二亮纹相对于中央亮纹的强度。

解： 20sinII sin22afykakal

（1）)(02.010025.05006rada )(10radd

（2）亮纹方程为tg。 满足此方程的第一次极大43.11

第二次极大459.22

xaklasin2 axsin

一级次极大)(0286.010025.043.1500sin6radxx mmx3.141

二级次极大)(04918.010025.0459.2500sin6radxx mmx59.241

（3）0472.043.143.1sinsin2201II

01648.0459.2459.2sinsin2202II 10．若望远镜能分辨角距离为rad7103的两颗星，它的物镜的最小直径是多少？同时为了充分利用望远镜的分辨率，望远镜应有多大的放大率？