1、 工程光學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)手冊 光電子技術(shù)科學(xué)專業(yè)適用理學(xué)院日期：2021年 9月 目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc135190689 一、工程光學(xué)課程設(shè)計目的與要求 PAGEREF _Toc135190689 h 2 HYPERLINK l _Toc135190690 二、工程光學(xué)課程設(shè)計時間安排 PAGEREF _Toc135190690 h 2 HYPERLINK l _Toc135190691 三、工程光學(xué)課程設(shè)計學(xué)生守那么及管理方法 PAGEREF _Toc135190691 h 2 HYPERLINK l _Toc135190692 四、工程光學(xué)

2、課程設(shè)計報告要求及撰寫標(biāo)準(zhǔn) PAGEREF _Toc135190692 h 3 HYPERLINK l _Toc135190693 五、工程光學(xué)課程設(shè)計辯論 PAGEREF _Toc135190693 h 4 HYPERLINK l _Toc135190694 六、工程光學(xué)課程設(shè)計成績評定方法 PAGEREF _Toc135190694 h 4 HYPERLINK l _Toc135190695 附件1：參考題目 PAGEREF _Toc135190695 h 5 HYPERLINK l _Toc135190696 附件2?工程光學(xué)?課程設(shè)計大綱 PAGEREF _Toc135190696 h

3、 14一、工程光學(xué)課程設(shè)計目的與要求?工程光學(xué)?是儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科人才培養(yǎng)方案中的專業(yè)根底課。?工程光學(xué)?這門課分為三個教學(xué)模塊進行，第一模塊理論教學(xué)、第二模塊計算機軟件設(shè)計、第三個模塊實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。工程光學(xué)課程設(shè)計是屬于第二模塊的教學(xué)環(huán)節(jié)，在學(xué)生充分掌握工程光學(xué)幾何光學(xué)的理論和典型光路的根底上，利用像差理論能夠進行簡單光路的光學(xué)參數(shù)計算和設(shè)計，并利用Zemax光學(xué)設(shè)計軟件進行仿真和參數(shù)優(yōu)化，到達理論與實際應(yīng)用相結(jié)合。而本課程的主要特色是它的設(shè)計性。本課程設(shè)計正是為這一目的而開設(shè)的。它主要解決的問題與主導(dǎo)思想是：1結(jié)合實際問題加深學(xué)生對工程光學(xué)的理解與應(yīng)用。2培養(yǎng)提高學(xué)生分析問題和解決問題的

4、能力。3使學(xué)生具備查閱資料、分析設(shè)計、上機實踐和書寫文檔的能力。教學(xué)目的與要求：1.到達能夠靈活運用工程光學(xué)課程中所講授內(nèi)容，進行近軸光路的計算，設(shè)定初始光學(xué)參數(shù)。2.熟悉Zemax光學(xué)設(shè)計軟件的根本功能和用法。3.并能夠用Zemax光學(xué)設(shè)計軟件進行簡單光路的模擬和優(yōu)化。4.使學(xué)生初步具備查閱資料、參數(shù)設(shè)計、上機實踐和書寫科技報告的能力。二、工程光學(xué)課程設(shè)計時間安排第14 天：明確設(shè)計內(nèi)容，查閱相關(guān)的參考資料。第57天：根據(jù)設(shè)計的要求進行參數(shù)計算、確定初始的光學(xué)參數(shù)。第89天：負(fù)責(zé)課程設(shè)計的教師安排機房講解Zemax光學(xué)設(shè)計軟件的使用方法。 第1011天：利用Zemax光學(xué)設(shè)計軟件仿真設(shè)計并對

5、參數(shù)進行優(yōu)化，得到比擬理想的設(shè)計結(jié)果。第1213天：撰寫設(shè)計報告包括理論計算和軟件優(yōu)化。第14天：辯論。要求：1人或1-3人為一組，獨立完成1個問題。三、工程光學(xué)課程設(shè)計學(xué)生守那么及管理方法學(xué)生在課程設(shè)計期間應(yīng)遵守學(xué)校作息制度；請假需經(jīng)指導(dǎo)教師同意，并按學(xué)校規(guī)定辦理請假手續(xù)，否那么以曠課論處，每天早、晚簽到，其它時間由指導(dǎo)教師隨機點名一次。學(xué)生必須隨時接受指導(dǎo)教師的檢查，指導(dǎo)及安排的工作。課程設(shè)計所使用的機器，須經(jīng)指導(dǎo)教師同意后，方可使用。課程設(shè)計結(jié)束后，制作成果必須交學(xué)院資料室。學(xué)生使用的計算機、電子儀器或其它設(shè)備，假設(shè)因責(zé)任事故造成喪失或損壞，應(yīng)酌情賠償。假設(shè)設(shè)備發(fā)生故障，應(yīng)及時報告，學(xué)生

6、不得擅自修理。嚴(yán)格禁止學(xué)生在計算機房或?qū)嶒炇彝嬗螒颍堪l(fā)現(xiàn)一次，那么課程設(shè)計成績降低5分。學(xué)生未經(jīng)指導(dǎo)教師同意將私人盤片、器材帶入計算機房或?qū)嶒炇遥瑢⒂枰詻]收。學(xué)生也不得將計算機房和實驗室中的任何設(shè)備、器材和工具帶回宿舍使用，否那么視為盜竊。學(xué)生在實驗室內(nèi)必須嚴(yán)肅認(rèn)真，不得大聲喧嘩，嚴(yán)禁吃任何食物，嚴(yán)禁吸煙，每日負(fù)責(zé)衛(wèi)生清掃，并在離開時切斷電源，關(guān)好水龍頭，關(guān)緊門窗。學(xué)生借閱院資料室參考書籍和資料時，必須簽名借閱。學(xué)生在課程設(shè)計期間必須每天到所在的實驗室簽到。 管理方法：指導(dǎo)教師要在學(xué)生開始課程設(shè)計的至少前一周召開課程設(shè)計發(fā)動大會, 向?qū)W生講解課程設(shè)計大綱, 部署課程設(shè)計選題, 詳細(xì)講解每一道

7、題目的要求, 要到達的目標(biāo), 課程設(shè)計報告的標(biāo)準(zhǔn)等與課程設(shè)計有關(guān)的問題，使學(xué)生提前做好準(zhǔn)備, 保證課程設(shè)計的順利進行。 指導(dǎo)教師要在選題、設(shè)計、上機實現(xiàn)等諸環(huán)節(jié)上投入精力，加強指導(dǎo)、討論和答疑的力度。尤其在選題上，要充分考慮學(xué)生目前所具有的知識水平、掌握的開發(fā)工具、以及綜合設(shè)計能力的現(xiàn)狀，使題目取材合理、大小適中、難易適度，使學(xué)生在完成設(shè)計工作后，能有所收獲。參加課程設(shè)計的學(xué)生要珍惜時機、勤奮工作、勇于創(chuàng)新、勇于探索、勇于實踐，虛心向指導(dǎo)教師請教，向同學(xué)學(xué)習(xí)，獨立完成設(shè)計任務(wù)。學(xué)生需保質(zhì)、保量、保時間進度地提交標(biāo)準(zhǔn)的課程設(shè)計報告，審查由指導(dǎo)教師全權(quán)負(fù)責(zé)。四、工程光學(xué)課程設(shè)計報告要求及撰寫標(biāo)準(zhǔn)課

8、程設(shè)計的總結(jié)報告是在完成設(shè)計后，學(xué)生對歸納技術(shù)文檔、撰寫科學(xué)技術(shù)總結(jié)報告能力的訓(xùn)練。通過撰寫課程設(shè)計總結(jié)報告，不僅可以把設(shè)計及技術(shù)參考等內(nèi)容進行全面總結(jié)，而且還可以把實踐內(nèi)容提升到理論高度。總結(jié)報告按如下內(nèi)容順序用A4紙進行打印撰寫并裝訂成冊：1、統(tǒng)一的封面含課程設(shè)計課題名稱、專業(yè)、班級、姓名、學(xué)號、指導(dǎo)教師等。2、設(shè)計任務(wù)和技術(shù)要求由指導(dǎo)教師在選題時提供應(yīng)學(xué)生。3、內(nèi)容摘要：1 摘要是論文內(nèi)容的簡短陳述，一般不超過400字。2 關(guān)鍵詞應(yīng)為反映論文主題內(nèi)容的通用技術(shù)詞匯，一般為4個左右，一定要在摘要中出現(xiàn)。4、目錄：目錄要層次清晰，要給出標(biāo)題及頁次。5、課程設(shè)計總結(jié)報告正文，正文可按章節(jié)來撰寫

9、，應(yīng)含以下內(nèi)容：1 問題重述及分析2 符號設(shè)定及必要假設(shè)3 模型建立層層遞進地建立模型、進行計算機實現(xiàn)4 模型優(yōu)缺點分析。5 附錄程序及圖表6、按統(tǒng)一格式列出主要參考文獻：參考文獻必須是學(xué)生在課程設(shè)計中真正閱讀過和運用過的，文獻按照在正文中的出現(xiàn)順序排列。各類文獻的書寫格式如下：1 圖書類的參考文獻序號 作者名書名版次出版單位，出版年：引用局部起止頁碼。 2 翻譯圖書類的參考文獻序號 作者名書名譯者版次出版單位，出版年：引用局部起止頁碼。3 期刊類的參考文獻序號 作者名文集名期刊名年，卷期：引用局部起止頁碼。7、說明書總篇幅一般不超過15頁。五、工程光學(xué)課程設(shè)計辯論辯論是課程設(shè)計中一個重要的教

10、學(xué)環(huán)節(jié)，通過辯論可使學(xué)生進一步發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題，進一步搞清尚未弄懂的、不甚理解的或未曾考慮到的問題，從而取得更大的收獲，圓滿地到達課程設(shè)計的目的與要求。1、辯論資格按方案完成課程設(shè)計任務(wù)，經(jīng)指導(dǎo)教師審查通過并在其設(shè)計圖紙、說明書或論文等文件上簽字者，方獲得參加辯論資格。2、辯論小組組成課程設(shè)計辯論小組由23名教師組成，由系負(fù)責(zé)組織。3、辯論課程設(shè)計審查通過后，由辯論小組主持辯論。辯論前，辯論小組應(yīng)詳細(xì)審閱學(xué)生的課程設(shè)計資料，為辯論作好準(zhǔn)備，辯論中，學(xué)生須報告自己設(shè)計的主要內(nèi)容約5分鐘，并答復(fù)辯論小組成員提問的34個問題或答復(fù)考簽上提出的問題。每個學(xué)生辯論時間約15分鐘。六、工程光學(xué)課程設(shè)計

11、成績評定方法辯論結(jié)束后，辯論小組應(yīng)舉行會議，根據(jù)學(xué)生平日表現(xiàn)，系統(tǒng)設(shè)計情況，系統(tǒng)完成情況，報告撰寫情況以及辯論情況，綜合評定學(xué)生的最終成績。課程設(shè)計的成績分為：優(yōu)秀、良好、中等、及格，不及格五個等級。不及格的學(xué)生須跟下一年級重作。附件1：參考題目光電子專業(yè)工程光學(xué)課程設(shè)計參考題目題目1、三片照相物鏡設(shè)計 設(shè)計要求：采用三片庫克cookie結(jié)構(gòu)，D/f=1/5，半像面尺寸：18mm 半視場角：20 設(shè)計波長：0.486um、0.587um、0.656um，口徑D：10mm 計算：系統(tǒng)焦距f，后焦距BFL設(shè)計題目1 照相物鏡設(shè)計三片庫克鏡結(jié)構(gòu)參數(shù)圖0 課程設(shè)計最終設(shè)計要求題目2、雙膠合望遠(yuǎn)物鏡設(shè)計

12、 設(shè)計要求：采用雙膠合Doublet結(jié)構(gòu)，D/f=1/11，半像面尺寸：4.8mm 半視場角：0.5 設(shè)計波長：0.486um、0.587um、0.656um，口徑D：50mm 計算：系統(tǒng)焦距f，后焦距BFL設(shè)計題目2望遠(yuǎn)物鏡設(shè)計雙膠合鏡結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計題目2望遠(yuǎn)物鏡設(shè)計雙膠合鏡結(jié)構(gòu)光線追跡圖題目3、半導(dǎo)體激光器準(zhǔn)直物鏡設(shè)計設(shè)計要求：采用雙膠合Doublet結(jié)構(gòu)，D/f=1/3，通光口徑D：5 mm 半視場角：0 設(shè)計波長： 0.656um 計算：系統(tǒng)焦距f，后焦距BFL設(shè)計題目3 半導(dǎo)體激光器準(zhǔn)直物鏡設(shè)計雙膠合結(jié)構(gòu)參數(shù)圖0 課程設(shè)計最終設(shè)計要求題目4、CCD電子望遠(yuǎn)物鏡設(shè)計 設(shè)計要求：采用雙膠合

13、Doublet結(jié)構(gòu)，D/f=2/9，CCD半像面尺寸：1.8mm ，1/3inch 半視場角：1.8 設(shè)計波長：0.486um、0.587um、0.656um，口徑D：20mm 要求在緒論中查閱CCD的相關(guān)資料包括型號、尺寸、分類、應(yīng)用等內(nèi)容 計算：系統(tǒng)焦距f，后焦距BFL設(shè)計題目 4 CCD電子望遠(yuǎn)物鏡設(shè)計雙膠合結(jié)構(gòu)參數(shù)題目5、平行光管物鏡設(shè)計 設(shè)計要求：采用雙膠合Doublet結(jié)構(gòu)，D/f=1/6，半像面尺寸：5.25mm 半視場角：1 設(shè)計波長：0.486um、0.587um、0.656um，口徑D：50mm 計算：系統(tǒng)焦距f，后焦距BFL設(shè)計題目 5 平行光管物鏡設(shè)計雙膠合結(jié)構(gòu)參數(shù)題目

14、6、單片照明系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計要求：采用單片結(jié)構(gòu)，光源距離物鏡物距：17.5mm，通光口徑D：15mm 視場物高：0 ，設(shè)計波長：0.486um、0.587um、0.656um，光源光視效能：15lm/W，要求照明50mm遠(yuǎn)外的觀察屏，形成直徑為40mm的均勻亮斑，亮斑平均照度E：50lx 請參考應(yīng)用光學(xué)教材例題109頁 計算：系統(tǒng)焦距f，D/f，后焦距BFL，光源功率W設(shè)計題目 6 單片照明系統(tǒng)設(shè)計參數(shù)題目7、雙膠合放大鏡設(shè)計 設(shè)計要求：采用雙膠合Doublet結(jié)構(gòu)，放大倍率：10倍，通光口徑D：10mm 半視場角：5.5 設(shè)計波長：0.486um、0.587um、0.656um 計算：系統(tǒng)焦距

15、f，D/f，后焦距BFL，觀察范圍尺寸設(shè)計題目7 雙膠合放大鏡設(shè)計雙膠合結(jié)構(gòu)參數(shù)題目8、單片放大鏡設(shè)計 設(shè)計要求：采用單片singlet結(jié)構(gòu)，放大倍率：5倍，通光口徑D：15mm 半視場角：10 設(shè)計波長：0.486um、0.587um、0.656um 計算：系統(tǒng)焦距f，D/f，后焦距BFL，觀察范圍尺寸設(shè)計題目8 單片放大鏡設(shè)計單片結(jié)構(gòu)參數(shù)注1：題目1-8：可根據(jù)每個組的學(xué)生人數(shù)，變換不同的設(shè)計要求，得到不同的設(shè)計結(jié)果。 注2：學(xué)生可以自選題目或選擇指導(dǎo)老師擬定的題目。自選題目需要得到指導(dǎo)教師對題目的難度、工作量確認(rèn)前方可附件2?工程光學(xué)?課程設(shè)計大綱適用專業(yè)：光電子技術(shù)科學(xué)專業(yè)時 間：2周

16、20212021學(xué)年第1學(xué)期第10-11周實習(xí)班級：物理與材料工程學(xué)院光電子技術(shù)科學(xué)專業(yè)2021級1，2班一、課程性質(zhì)?工程光學(xué)?是儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科人才培養(yǎng)方案中的專業(yè)根底課。?工程光學(xué)?這門課分為三個教學(xué)模塊進行，第一模塊理論教學(xué)、第二模塊計算機軟件設(shè)計、第三個模塊實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。工程光學(xué)課程設(shè)計是屬于第二模塊的教學(xué)環(huán)節(jié)，在學(xué)生充分掌握工程光學(xué)幾何光學(xué)的理論和典型光路的根底上，利用像差理論能夠進行簡單光路的光學(xué)參數(shù)計算和設(shè)計，并利用Zemax光學(xué)設(shè)計軟件進行仿真和參數(shù)優(yōu)化，到達理論與實際應(yīng)用相結(jié)合。而本課程的主要特色是它的設(shè)計性。本課程設(shè)計正是為這一目的而開設(shè)的。二、教學(xué)目的1.到達能夠靈活

17、運用工程光學(xué)課程中所講授內(nèi)容，進行近軸光路的計算，設(shè)定初始光學(xué)參數(shù)。2.熟悉Zemax光學(xué)設(shè)計軟件的根本功能和用法。3.并能夠用Zemax光學(xué)設(shè)計軟件進行簡單光路的模擬和優(yōu)化。4.使學(xué)生初步具備查閱資料、參數(shù)設(shè)計、上機實踐和書寫科技報告的能力。三、教學(xué)根本內(nèi)容及步驟第14 天：明確設(shè)計內(nèi)容，查閱相關(guān)的參考資料。第57天：根據(jù)設(shè)計的要求進行參數(shù)計算、確定初始的光學(xué)參數(shù)。第89天：負(fù)責(zé)課程設(shè)計的教師安排機房講解Zemax光學(xué)設(shè)計軟件的使用方法。 第1011天：利用Zemax光學(xué)設(shè)計軟件仿真設(shè)計并對參數(shù)進行優(yōu)化，得到比擬理想的設(shè)計結(jié)果。第1213天：撰寫設(shè)計報告包括理論計算和軟件優(yōu)化。第14天：辯論

18、。要求：1人或1-3人為一組，獨立完成1個問題。教學(xué)根本要求指導(dǎo)教師要在學(xué)生開始課程設(shè)計的至少前一周召開課程設(shè)計發(fā)動大會, 向?qū)W生講解課程設(shè)計大綱, 部署課程設(shè)計選題, 詳細(xì)講解每一道題目的要求, 要到達的目標(biāo), 課程設(shè)計報告的標(biāo)準(zhǔn)等與課程設(shè)計有關(guān)的問題，使學(xué)生提前做好準(zhǔn)備, 保證課程設(shè)計的順利進行。 指導(dǎo)教師要在選題、設(shè)計、上機實現(xiàn)等諸環(huán)節(jié)上投入精力，加強指導(dǎo)、討論和答疑的力度。尤其在選題上，要充分考慮學(xué)生目前所具有的知識水平、掌握的開發(fā)工具、以及綜合設(shè)計能力的現(xiàn)狀，使題目取材合理、大小適中、難易適度，使學(xué)生在完成設(shè)計工作后，能有所收獲。參加課程設(shè)計的學(xué)生要珍惜時機、勤奮工作、勇于創(chuàng)新、勇于

19、探索、勇于實踐，虛心向指導(dǎo)教師請教，向同學(xué)學(xué)習(xí)，獨立完成設(shè)計任務(wù)。學(xué)生需保質(zhì)、保量、保時間進度地提交標(biāo)準(zhǔn)的課程設(shè)計報告，審查由指導(dǎo)教師全權(quán)負(fù)責(zé)。設(shè)計內(nèi)容及時間安排設(shè)計選題參見附錄。時間安排設(shè)計內(nèi)容第1-4天選定題目，上網(wǎng)或到圖書館查資料，明確需求。第5-7天根據(jù)設(shè)計的要求進行參數(shù)計算、確定初始的光學(xué)參數(shù)。第8-9天負(fù)責(zé)課程設(shè)計的教師安排機房講解Zemax光學(xué)設(shè)計軟件的使用方法。第10-11天利用Zemax光學(xué)設(shè)計軟件仿真設(shè)計并對參數(shù)進行優(yōu)化，得到比擬理想的設(shè)計結(jié)果。 第1213天撰寫設(shè)計報告包括理論計算和軟件優(yōu)化。第14天辯論地點：光電子機房綜合樓五樓設(shè)計要求：(1) 對問題分析深入、透徹，結(jié)論正確。(2) 利用光學(xué)設(shè)計軟件能重現(xiàn)所設(shè)計的光學(xué)系統(tǒng)。(