光学设计实验指导书

D=10mm； f ' =50mm； 2ω = 10° ；工作波段：0.486~0.656 μm 。
第一步骤：打开并熟悉 ZEMAX 软件
通过鼠标左键双击桌面的图标快捷键 次打开后的界面如图 1 所示，它是软件的主窗口。
标题框
打开 ZEMAX-EE 软件。首
菜单框
编辑窗口
工具框
图 1 主窗口界面 如图 1 所示，标题为“Lens Data Editor”的窗口为透镜数据编辑窗口。该 窗口可用来编辑透镜组的很多参数，如曲面面型（Type）、曲率半径（Radius）、透 镜厚度（Thickness）、玻璃材料（Glass）、径向半径（Semi-Diameter）等参数。
图 27 第一次优化后的结构
图 28 第一次优化后的 FFT MTF 从上面的两个图中可知，结构趋于合理化，FFT MTF 值得到大大提高，有的
择波长（段）并点击
图标确定。退出时，需点击“ok”，如图 10 所示。
图 9 工作波长编辑窗口 图 10 选择工作波长下拉菜单
四、设定评价函数和 EFFL 有效焦距值
按下快捷键 F6 或通过“Editors\Merit Function”路径打开“Merit Function Editor:”窗口，通过“Tools\Default Merit Function”路径打开“Default Merit Function” 默认评价函数对话框窗口如图 12 所示。
图 24 优化前的结构
图 25 优化前的 FFT MTF
选中“Semi-Diameter”列中的第一个“15.000000”，当出现
黑色背
景时，按一下快捷键“ctrl+Z”，则该单元格数值由系统自动改变。用同样的方法 对下面的两个数也各操作一次。

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目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)实验一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。

物理光学实验指导书吕岑王进军主编史永胜主审电气与信息工程学院目录实验1迈克耳逊干涉仪 (1)实验口的 (1)基本原理 (1)实验仪器 (5)实验内容 (6)思考题 (7)实验2锯酸锂晶体横向电光调制实验 (7)实验目的 (7)实验原理 (7)实验仪器 (13)实验内容 (13)思考题 (16)注意事项 (16)实验3菲涅耳衍射与针孔滤波实验 (17)引言 (17)实验目的 (17)基本原理 (17)仪器用具 (19)实验内容 (20)实验4夫琅和费衍射 (22)实验目的 (22)实验原理 (22)仪器用具 (23)实验内容 (23)实验1迈克耳逊干涉仪实验目的1. 了解边克耳逊干涉仪的工作原理及调节方法;2. 掌握使用边克耳逊干涉仪测波长的原理；基本原理边克耳逊干涉仪的结构和原理边克耳逊干涉仪的原理图如图1所示，A 和B 为材料、厚度完全相 同的平行板，A 的一而镜上半发射膜，Mi ，M2为平而反射镜，M?是固定 的，Mi 和精密丝杆相连，使其可前后动，------------图1麦克尔逊干涉仪的原理最小读数为10-4mm,可估计到10-5mm, M 】和M2后各有几个小螺丝可 调节其方位。

光源S 发出的光射向A 板血-分成(l)^ (2)两束光，这两束光又经 M l 和M2反射，分别通过A 的两表面射向观察处0,相遇而两束光的光 程斧仅由Mi ，M2与A 板的距离决定。

市此可见，这种装置使相干的两束光在相遇之前走过的路程相当长,——A(1)半2M而且其路径是互相垂直的，分的很开，这止是它的主要优点Z —，从o 处向A 处观察，除看到Ml 镜外，述可以通过A 的半反射膜看到M 2的虚 彖M2，, Mi 与M2镜所引起的干涉，显然与Mi ，M2•引起的干涉等效， M ］和M2形成了空气“薄膜”，因M2 •不是实物，故方便地改变薄膜的厚 度（即Mi ，和M2的距离）,甚至可以使Mi ，和M2重叠和相交,在某一 镜面还可根据需要放置其他被研究的物体，这些都为其广泛的应用提供了 方便。

实验2 阿贝成像与空间滤波实验实验目的1、 验证和演示阿贝成像原理，加深对傅里叶光学中空间频谱和空间滤波概念的理解；2、 初步了解简单的空间滤波在光信息处理中的实际应用；3、 了解透镜孔径对成像的影响和两种简单的空间滤波。

实验原理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 y f x f iz y x +π的线性叠加。

即：[]yxyxyxdf df y)f x 2i π(f exp ),f G(f g(x,y)+=⎰⎰∞∞- (2-1)y x f f ，为x,y 方向的空间频率，量纲为1L -;)(y x f f G 是相应于空间频率yx f f ，的基于原函数的权重，称为空间频谱函数，)(y x f f G 可由求得：[]dxdy y f x f i f ff f G y x y xy x )(2-exp ),(g )(+=⎰⎰∞∞-π (2-2)),(y x g 和)(y x f f G 实际上是对同一光场的的两种本质上的等效的描述。

当g(x,y)是一个空间的周期性函数时，其空间频谱就是不连续的。

例如空间频率为0f 的一维光栅，其光振幅分布展开成级数：)2exp()(0∑∞-∞==nx nf i x g π 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。

1874年，德国人阿贝从波动光学的观点提出了一种成像理论。

他把物体通过凸透镜成像的过程分为两步：（1）从物体发出的光发生夫琅和费衍射，在透镜的像方焦平面上形成其傅立叶频谱图；（2）像方焦平面上频谱图各发光点发出的球面次级波在像平面上相干叠加形成物体的像。

阿贝成像原理是现代光学信息处理的理论基础，空间滤波实验是基于阿贝成像原理的光学信息处理方法。

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),(y x g ，可以证明在物镜后面焦面x'，y ' 上的光强分布正好是g(x,y)的傅立叶变换)(y x f f G 。