第一篇：光學(xué)設(shè)計(jì)總結(jié)

1.什么是光學(xué)設(shè)計(jì)？

所謂光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，就是根據(jù)儀器所提出的使用要求，設(shè)計(jì)出光學(xué)系統(tǒng)的性能參數(shù)、外形尺寸和各光組的結(jié)構(gòu)等。2.光學(xué)設(shè)計(jì)工作內(nèi)容？

光學(xué)設(shè)計(jì)所要完成的工作包括光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3.光學(xué)設(shè)計(jì)各個階段的主要內(nèi)容？

（1）.根據(jù)儀器總體的技術(shù)要求，擬定光學(xué)系統(tǒng)的原理圖，并初步計(jì)算系統(tǒng)的外形尺寸。稱為“初步設(shè)計(jì)”或者“外形尺寸計(jì)算” ；（2）.根據(jù)初步設(shè)計(jì)的結(jié)果，確定每個透鏡組的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)。稱為 “像差設(shè)計(jì)”或稱“光學(xué)設(shè)計(jì)”。

4.光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般過程和步驟？

一、光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般過程

1、制定合理的技術(shù)參數(shù)；

2、光學(xué)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)和布局；

3、光學(xué)部件（光組、鏡頭）的設(shè)計(jì)；

一般分為選型、確定初始結(jié)構(gòu)參數(shù)、像差校正三個階段。

（1）選型;

（2）初始結(jié)構(gòu)的計(jì)算和選擇；

A、解析法；

B、縮放法；

（3）像差校正、平衡與像質(zhì)評價。

4、長光路的拼接與統(tǒng)算；

5、繪制光學(xué)系統(tǒng)圖、部件圖和光學(xué)零件圖；

6、編寫設(shè)計(jì)說明書；

7、必要時進(jìn)行技術(shù)答辯。

二、光學(xué)設(shè)計(jì)的具體設(shè)計(jì)步驟

1、選擇系統(tǒng)的類型；

2、分配元件的光焦度和間隔；

3、校正初級像差；

4、減小殘余像差(高級像差)。

5.光學(xué)儀器對光學(xué)系統(tǒng)的性能和質(zhì)量要求

一、光學(xué)系統(tǒng)的基本特性

二、系統(tǒng)的外形尺寸

三、成像質(zhì)量

四、儀器的使用條件與環(huán)境

此外，在進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時，還要考慮它應(yīng)具有良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。

1.什么是孔徑？什么是視場？

2.七種像差的基本概念、怎樣表示、特點(diǎn)、初級像差描述形式、基本校正方法？ 像差：實(shí)際像與理想像之間的差異

（1）球差

概念：軸上點(diǎn)發(fā)出的同心光束經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)各個球面折射以后，不再是同心光束，其中與光軸成不同角度的光線交光軸于不同的位置上，相對于理想像點(diǎn)有不同的偏離，這種偏離稱之為球差。

表示：

特點(diǎn)：

或

初級球差描述形式：

式中，稱為初級球差系數(shù)(也稱第一賽得和數(shù))，為每個面上的初級球差分布系數(shù)。

危害：球差使得在高斯像面上得到的不是點(diǎn)像而是一個圓形彌散斑。

校正：鑒于正負(fù)透鏡產(chǎn)生不同符號的球差，因此，欲獲得一個消球差的系統(tǒng)，必須以正、負(fù)透鏡適當(dāng)組合才有可能，最簡單的形式有雙膠合光組和雙分離光組。

球差是孔徑的偶次方函數(shù)，因此，校正球差只能使某帶的球差為零。

對于僅含初級和二級球差的光學(xué)系統(tǒng)，當(dāng)對邊緣光校正球差時，在h=0.707hm的帶光具有最大的剩余球差。其值是邊緣光高級球差的-1/4。

（2）彗差 概念：軸外物點(diǎn)發(fā)出的寬光束，經(jīng)透鏡成像后不再交于一點(diǎn)而是形成一種不對稱的成彗星狀的彌散斑。

表示：子午彗差

弧矢彗差

特點(diǎn)：由于彗差是軸外物點(diǎn)以寬光束成像時所產(chǎn)生的一種單色像差。

因此，它一方面隨視場大小而變化；另一方面，對于同一視場，它又隨孔徑的 不同而變化。慧差的展開式為

第一項(xiàng)為初級彗差，第二項(xiàng)為孔徑二級彗差、第三項(xiàng)為視場二級彗差

初級像差描述形式：初級子午彗差

初級弧矢彗差

危害：彗差使一點(diǎn)的像成為彗星狀彌散斑，使能量分散，從而影響成像質(zhì)量。校正：彗差能夠通過移動光闌和有選擇的增加透鏡來消除

通過移動孔徑光闌或選擇增加透鏡來控制彗差（3）像散 概念：軸外物點(diǎn)沿主光線的細(xì)光束錐中，子午面上的子午光束在主光線上的會聚點(diǎn)t '與弧矢面上的弧矢光束在主光線上的會聚點(diǎn)s '各處于主光線上的不同位置，這種現(xiàn)象稱為像散現(xiàn)象，與像散現(xiàn)象產(chǎn)生相應(yīng)的成像缺陷，就是像散。表示：細(xì)光束

寬光束

特點(diǎn)：像散是成像物點(diǎn)遠(yuǎn)離光軸時反映出來的一種像差，并且隨著視場的增大而迅速增大。所以對大系統(tǒng)的軸外點(diǎn)，即使是以細(xì)光束成像，也會因此而不能清晰。

像散是以子午像點(diǎn)和弧矢像點(diǎn)之間的距離來描述的 初級像差描述形式： 危害：嚴(yán)重影響成像質(zhì)量 校正：

（4）場曲

概念：子午像面和弧矢像面偏離于高斯像面的距離。表示：子午場曲

弧矢場曲

特點(diǎn)：細(xì)光束的場曲與孔徑無關(guān)，只是視場的函數(shù)。初級像差描述形式：

危害：當(dāng)有場曲時，在高斯像面上超出近軸區(qū)的像點(diǎn)都會變得模糊。校正：正負(fù)光焦度分離是校正匹茲伐和數(shù)的唯一有效的方法

（5）畸變

概念：在一對共軛平面上的垂軸放大率不為常數(shù)時 ,就會使物、像失去了相似性，這種成像缺陷即為畸變。表示：用線畸變表示：

在光學(xué)設(shè)計(jì)中，通常用相對畸變來表示：

特點(diǎn)：由畸變的定義可知，畸變是垂軸像差，它只改變軸外物點(diǎn)在理想像面上的成像位置，使像的形狀產(chǎn)生失真，但不影響像的清晰度。

初級像差描述形式：

危害：使像的形狀產(chǎn)生失真 校正：

（6）位置色差

概念：描述軸上點(diǎn)用兩種色光成像的位置差異的色差 表示：

特點(diǎn)：位置色差僅與孔徑有關(guān)，故其級數(shù)展開式僅與孔徑的偶次方有關(guān)，當(dāng)孔徑（或）為零

時，色差不為零，故展開式中有常數(shù)項(xiàng)，初級像差描述形式：

危害：位置色差嚴(yán)重影響成像質(zhì)量 校正：用不同的玻璃做成正透鏡和負(fù)透鏡，把它們組合在一起，就可以消除色差。實(shí)際光學(xué)

系統(tǒng)中所使用的透鏡組，都是由正負(fù)透鏡組合起來的。

光學(xué)系統(tǒng)是否消色差，取決于

是否為零。

（7）倍率色差

概念：兩種色光有不同的放大率，對同一物體所成的像也就不同，這就是倍率色差。表示：

特點(diǎn)：

初級像差描述形式：

危害：倍率色差使物體像的邊緣呈現(xiàn)顏色，影響成像清晰度 校正：

3.七種像差哪些僅與孔徑有關(guān)、哪些僅與視場有關(guān)、哪些與孔徑與視場都有關(guān)？ 僅與孔徑有關(guān)：球差、位置色差、（正弦差）

僅與視場有關(guān)：像散、畸變、倍率色差、細(xì)光束的場曲 與孔徑與視場都有關(guān)：彗差、寬光束的場曲 4.標(biāo)注圖中像差？

1.光學(xué)設(shè)計(jì)階段像質(zhì)評價的方法有哪些？小像差系統(tǒng)、大像差系統(tǒng)分別用什么來評價像質(zhì)？ 像質(zhì)評價的方法：瑞利判斷、中心點(diǎn)亮度、分辨率、點(diǎn)列圖法、光學(xué)傳遞函數(shù)、調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）

小像差系統(tǒng)：瑞利判斷、中心點(diǎn)亮度、光學(xué)傳遞函數(shù)、基于衍射的方法：（點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)、線

擴(kuò)散函數(shù)）FFT

大像差系統(tǒng)：分辨率、點(diǎn)列圖法、光學(xué)傳遞函數(shù)、基于幾何的方法；（光程差曲線、像差曲

線）

2.在幾何像差曲線中如何分析垂軸像差曲線？

3.什么是瑞利判斷？怎樣使用瑞利判斷判斷光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)性能？ 實(shí)際波面與參考球面波最大波像差小于λ/4時，此波面可看作是無缺陷的，此判斷成為瑞利判斷。

瑞利判斷根據(jù)成像波面的變形程度來判斷成像質(zhì)量。

4.什么是點(diǎn)列圖？怎樣用它評價系統(tǒng)的成像質(zhì)量？

由一點(diǎn)發(fā)出的許多光線經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后，因像差使其與像面的交點(diǎn)不再集中于同一點(diǎn)，而形成了一個散布在一定范圍的彌散圖形，稱為點(diǎn)列圖。

怎樣用點(diǎn)列圖法評價成像質(zhì)量時需要做大量光路計(jì)算，只有利用計(jì)算機(jī)完成； 它是一種形象直觀的評價方法；應(yīng)用于大像差的照相物鏡等設(shè)計(jì)中；

5光學(xué)傳遞函數(shù)是什么？怎樣用它評價系統(tǒng)的成像質(zhì)量？曲線評價？積分評價？ 光學(xué)傳遞函數(shù)是一定空間頻率下像的對比度與物的對比度之比。能反映不同空間頻率、不同對比度的傳遞能力。一般來說，高頻部分反映物體的細(xì)節(jié)傳遞情況，中頻部分反映物體的層次傳遞情況，低頻部分反映物體的輪廓傳遞情況。

利用光學(xué)傳遞函數(shù)評價光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量，是基于把物體看作是由各種頻率的譜組成的，也就是把物體的光強(qiáng)分布展開成傅里葉級數(shù)或傅里葉積分的形式。

積分評價：

曲線評價：

1.外形尺寸計(jì)算的任務(wù)是什么？需確定哪些尺寸？

光學(xué)系統(tǒng)的外形尺寸計(jì)算要確定的結(jié)構(gòu)內(nèi)容包括系統(tǒng)的組成、各光組元的焦距、各光組元的相對位置和橫向尺寸。外形尺寸計(jì)算基本要求：

第一，系統(tǒng)的孔徑、視場、分辨率、出瞳直徑和位置；

第二，幾何尺寸，即光學(xué)系統(tǒng)的軸向和徑向尺寸，整體結(jié)構(gòu)的布局； 第三，成像質(zhì)量、視場、孔徑的權(quán)重。

2.什么是縮放？怎樣根據(jù)縮放確定光學(xué)系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)？步驟是什么？ 縮放：等比例的放大或縮小。

1、物鏡選型

2、縮放焦距

3、更換玻璃

4、估算高級象差

5、檢查邊界條件

1.望遠(yuǎn)系統(tǒng)原理？光學(xué)性能參數(shù)？

望遠(yuǎn)系統(tǒng)一般由物鏡、目鏡和棱鏡（或透鏡）轉(zhuǎn)像系統(tǒng)構(gòu)成。其特點(diǎn)是物鏡的像方焦點(diǎn)與目鏡的物方焦點(diǎn)重合，光學(xué)間隔為0，因此平行光射入望遠(yuǎn)系統(tǒng)后，仍以平行光射出。

2.望遠(yuǎn)物鏡的光學(xué)性能參數(shù)有哪些？有什么特點(diǎn)？像差有什么特點(diǎn)？怎樣去評價？

特點(diǎn)：相對孔徑不大、視場較小

由于望遠(yuǎn)物鏡視場較小，因此，通常只校正球差、彗差和軸向色差。

1、在有棱鏡情況下，物鏡和棱鏡像差相互補(bǔ)償。在棱鏡中的反射面不產(chǎn)生像差，棱鏡的像差等于展開以后的玻璃平板的像差，與位置無關(guān)，因此不論物鏡光路中有幾塊棱鏡，不論它的位置不同，只要材料相同，都可以合成一塊玻璃平板計(jì)算像差。

2、目鏡中有剩有少量剩余球差和軸向色差，需要物鏡來補(bǔ)償。

3、在系統(tǒng)有分劃鏡，目鏡和物鏡應(yīng)當(dāng)盡可能分別消像差。用光學(xué)傳遞函數(shù)（MTF）評價成像質(zhì)量。

1.顯微系統(tǒng)工作原理及光學(xué)性能指標(biāo)？怎樣評價光學(xué)性能？

2.顯微物鏡光學(xué)性能參數(shù)有哪些？有什么特點(diǎn)？怎樣選擇它的初始結(jié)構(gòu)？像差有哪些特點(diǎn)？用什么方法評價它的成像質(zhì)量？ 選用和設(shè)計(jì)時，考慮的光學(xué)特性中最重要的是放大率（β），數(shù)值孔徑（NA）和線視場（y，y'）。

特點(diǎn)：短焦距，大孔徑，小視場

用于顯微鏡觀察時，一般選用消色差物鏡或復(fù)消色差物鏡；用于顯微攝影時，一般選用平場消色差物鏡，使顯微攝像像面上獲得全視場清晰的像。

設(shè)計(jì)顯微物鏡主要校正軸上點(diǎn)的像差和小視場的像差：球差，軸向色差 和正弦，但對較高倍率的顯微鏡,由于數(shù)值孔徑加大,除了校正這三種像差的邊緣像差之外，還必須同時校正它們的孔徑高級像差，如孔徑高級球差 , 色球差，高級正弦差。用光學(xué)傳遞函數(shù)（MTF）評價成像質(zhì)量。1.目鏡的工作原理？光學(xué)性能指標(biāo)？ 目鏡是目視光學(xué)系統(tǒng)的重要組成部分。被觀察的物體通過望遠(yuǎn)物鏡和顯微物鏡成像在目鏡的物方焦平面處，經(jīng)目鏡放大后將其成像在無窮遠(yuǎn)，供人眼觀察。

2.目鏡光學(xué)性能參數(shù)有哪些？有什么特點(diǎn)？怎樣選擇它的初始結(jié)構(gòu)？像差有哪些特點(diǎn)？用什么方法評價它的成像質(zhì)量？

目鏡光學(xué)特性的參數(shù)主要有焦距、像方視場角、工作距離、鏡目距 特點(diǎn)：短焦距、大視場、相對孔徑較小

目鏡的像差校正以軸外像差為主。在目鏡設(shè)計(jì)中，主要校正像散，垂軸色差和彗差這三種像差。因?yàn)殄绮畈粫螅虼?，目鏡的設(shè)計(jì)中最重要的是校正像散，垂軸色差這兩種像差。在目鏡中一般不校正場曲，在廣角目鏡中只是設(shè)法使場曲減小些。在設(shè)計(jì)望遠(yuǎn)目鏡時，需要考慮它與物鏡之間的像差補(bǔ)償關(guān)系。用光學(xué)傳遞函數(shù)（MTF）評價成像質(zhì)量。

1.照相物鏡工作原理？光學(xué)性能參數(shù)？用什么方法評價它的成像質(zhì)量？ 照相物鏡的特點(diǎn)是以感光底片作為接收器，它的作用是把外景成像在感光底片上，是底片曝光產(chǎn)生影像。

照相物鏡的光學(xué)特性一般用焦距、相對孔徑

、視場角

表示。用光學(xué)傳遞函數(shù)（MTF）評價成像質(zhì)量。2.三片式、四片式、雙高斯物鏡的特點(diǎn)

第二篇：光學(xué)歷年總結(jié)

北京大學(xué)工學(xué)院光學(xué)試題2013年04月07日 23:03:44

我把所有能收集到的題目就亂亂的都貼在一起了~ 版本1：

1.寫出惠更斯-菲涅爾原理的內(nèi)容及基爾霍夫衍射積分公式

2.寫出光柵的結(jié)構(gòu)因子和單元因子。與投射式光柵相比，反射式閃耀光柵的優(yōu)點(diǎn)是： 3.寫出Abbe干涉成像原理的內(nèi)容及其意義

4.澤尼克相襯顯微鏡（1）研究對象是什么（2）用4f系統(tǒng)和矢量圖解法畫出工作原理（Ps：這個是他上課講了但是書上和ppt上都沒有的東西……）（3）寫出步驟（4）能否將 零級譜光強(qiáng)完全去除，為什么？

5.波帶片如圖所示（只露出第2、4條半波帶）：（1）寫出各焦點(diǎn)的位置（2）為何會有 多個焦點(diǎn)？（3）用螺旋式曲線求主焦點(diǎn)和左側(cè)第一次焦點(diǎn)的光強(qiáng)（4）為何對于圓孔在軸 線上會有亮暗分布，而圓屏則軸線上各點(diǎn)均是亮點(diǎn)？

6.Apple公司新出的Iphone4，分辨率為326像素/英寸（25.4mm），據(jù)負(fù)責(zé)人Steven說已超過了人眼的分辨率，請問是否事實(shí)如此。人眼的極限分辨率是多少？瞳孔直徑2~8mm，接受的波長范圍400~750nm（Ps：可能具體數(shù)字不準(zhǔn)確……）。將該Iphone4放到多遠(yuǎn)處可看清每個像素？

7.用波長為λ的平行光和球面光全息照相得到余弦光柵底片，其透過率函數(shù)為t(x,y)=t 0 + t1*cosk(x^2+y^2)/2Z.現(xiàn)用與水平面夾角為θ向右下入射的波長為2λ的平行光照射 該余弦光柵，問衍射場的組成及特點(diǎn)。

8.寫出透鏡的空間極限頻率與儀器分辨本領(lǐng)的關(guān)系，物放在焦面F處。

9.一臺光柵光譜儀，兩個凹面鏡的焦距均為30cm，接收用CCD寬度為2cm，分2000個像素。接收的波長范圍是650~750nm，問光柵應(yīng)如何選??？若入射光的寬度為1cm，應(yīng)怎樣選擇透鏡以符合其分辨率？

10.根據(jù)惠更斯原理，畫出平行光正入射到負(fù)晶體上，晶體內(nèi)和晶體外的o光e光傳播方向、偏振方向和波前。光軸方向?yàn)榕c水平面夾角α。

11.兩偏振片垂直放置，中間放有光程差（n0-ne）d=λ/2的晶片，初始時光軸平行第一 個偏振片放置，然后晶片以ωt的角速度旋轉(zhuǎn)。I0的自然光垂直入射到第一個偏振片上，求I1（透過第一個偏振片的光）I2（透過晶片的光）及I3（透過第二個偏振片的光）。

版本2：

期中也是，考了好多概念和應(yīng)用的題，不難不復(fù)雜，但是要是原理不清，很可能想不清楚 做不對（比如本人……）

Ps：光學(xué)本身很妙，但是上wsf的光學(xué)，一定隨著他講課的進(jìn)度及時自學(xué)，否則到考試前 再自學(xué)恐怕內(nèi)容太多來不及……ppt和藍(lán)皮書結(jié)合看還是不錯的。別的不說啥了，大家懂 得，想選光學(xué)的學(xué)弟學(xué)妹們先去試聽一節(jié)再說。好自為之……

版本3： 填空題： 簡述惠更斯原理 兩束光相干的三個條件 兩種干涉裝置及舉例 傍軸條件和遠(yuǎn)場條件

解答題

1、畫出邁克爾孫星體干涉儀的簡圖，說明其巧妙性。

2、近視眼能不能看清等傾條紋？能不能看清等厚條紋？

3、已知波長，求光頻率（這個比較簡單……）

4、一個凸透鏡在中間，左右是兩個焦面。左焦面上有OQ兩點(diǎn)源，O在光軸上，Q在光軸上方a處。寫出兩點(diǎn)波前函數(shù)（透鏡前和透鏡后，一共4個）和右焦面接受屏上的干涉條紋形狀、間距。

5、凸透鏡劈兩半的那個干涉裝置。畫出干涉區(qū)域，求兩像點(diǎn)連線中垂面接受屏上的干涉條紋形狀、零級亮斑位置。

6、（比較怪誕的題）邁氏干涉儀裝置的變型。但是n和h都是T的函數(shù)。已知dn/dT和dh/dT，還有初始時的n、h、λ，吞吐了80個條紋，求最后的溫度。（主要是計(jì)算怪異……據(jù)說是270多度？）

7、楊氏干涉裝置中光源寬度的問題。求極限寬度、極限縫距（和前面一問條件不同）和在第二問條件下縫距變?yōu)?/3時的襯比度。

8、已知相關(guān)數(shù)據(jù)，求邁氏干涉儀的測長精度、量程、訊號頻率。

9、（書上習(xí)題的翻版）工件上有條溝，已知等厚干涉圖樣、條紋間距和條紋偏離距離，求溝深。

版本4：（送分題部分）

光場時間相干性和空間相干性的反比公式 惠更斯-菲涅爾原理的表述、做圖、積分式 阿貝成像原理的表述、意義

四種光波的成分分析（一種平面，兩種球面，一種球面加平面）費(fèi)馬定律的表述 用費(fèi)馬定律推導(dǎo)折射定律

（大題部分）

1、類似于對切透鏡，但是只有上半部分。即平行光照射，一個凸透鏡的上半部分在光軸 上，遠(yuǎn)處在3F處有個屏，求干涉條紋和一些性質(zhì)。

2、等厚干涉檢驗(yàn)驗(yàn)規(guī)是否等高、平整。和紅書上那題類似。

3、已知電視機(jī)對角線長度，長寬比，分辨率，人眼直徑，光波長，求在多遠(yuǎn)距離之外看電視比較合適。

4、全息圖。把一平面波和一球面波（波長相等）的波前記錄下來作為衍射光柵，用另一種波長是前兩波一半的球面波去重現(xiàn)，求重現(xiàn)波。

5、衍射重復(fù)單元。結(jié)構(gòu)單元是單縫，間距分別為a、2a、a、2a、……求衍射場。

6、平行光照射透射光柵。具體不記得了。但就是關(guān)于光柵性質(zhì)的簡單計(jì)算。（結(jié)果我還 是算錯了……ft）

7、兩個相同的余弦光柵垂直疊加。求頻譜面上出現(xiàn)幾個譜斑。然后是濾波：只需要cos（2πf（x+y））成分，畫圖說明怎么濾掉。

8、偏振片干涉。沒做完，不說了。

版本5：

1.岸上一個信號發(fā)射器，發(fā)出電磁波，水面船上一個信號接收器。已知兩者高度，電磁波波長。在一個距離D接收器收到加強(qiáng)信號，在D-80米處又收到。求D以及下一次收到加強(qiáng)信號的位置。

2.和現(xiàn)代光學(xué)基礎(chǔ)4.18題類似。

版本6：

1、惠更斯-菲涅爾原理的內(nèi)容、積分式與圖示說明，并利用積分式說明為什么太陽看起 來是均勻發(fā)光的圓盤

2、阿貝成像原理的內(nèi)容與意義

3、反射閃耀光柵相比投射光柵的優(yōu)點(diǎn)

4、相襯顯微鏡的原理

5、布儒斯特角相關(guān)，說明對于平行玻璃板，上表面反射光為線偏振光時，下表面反射 光的偏振狀態(tài)

6、布拉格衍射相關(guān)，說明尋找晶體衍射斑的方法及原因；以及微波衍射中，給定波長 時設(shè)計(jì)合適的晶面間距使得觀察效果較好---------概念與計(jì)算的分割線-----------------

7、給定星體角間距，求望遠(yuǎn)鏡的最小口徑及對應(yīng)的放大倍數(shù)

8、全息圖相關(guān)，給定物光、參考光、與成像時的入射光，求屏函數(shù)與出射場的成分

9、單縫衍射中，將下半部分以折射率為n，厚度為d的啥（名字不記得了）覆蓋，（其 實(shí)就是增加(n-1)d的光程），求新的衍射場，并在給定縫寬a與(n-1)d的條件下畫出光強(qiáng) 分布圖

10、透射光柵相關(guān)，給條件求光柵常數(shù)d、縫寬a、總長度D并說明衍射場情況11、4f系統(tǒng)相關(guān)，求正交密接的全同余弦光柵在頻譜面上的光斑形狀，并設(shè)計(jì)濾波器使 得像場與cos(2πf(x+y))成正比。

12、利用四分之一波晶片，求自然光與圓偏振光的混合光中兩者的比例

13、偏振光相關(guān)，叫歐啥棱鏡（名字又不記得了），畫光路圖并計(jì)算出射光夾角，類似 小紅本習(xí)題指導(dǎo)3-14題，但光軸方向不同

第三篇：光學(xué)實(shí)驗(yàn)總結(jié)

2011年第一學(xué)期光學(xué)實(shí)驗(yàn)心得體會

生命科學(xué)學(xué)院

09級生科3班

余振洋

200900140156 2011/6/1

這個學(xué)期即將過去，而光學(xué)實(shí)驗(yàn)也已經(jīng)全部結(jié)束了。老實(shí)說，雖然我是一名學(xué)習(xí)生物科學(xué)的理科生，但這卻是我第一次正真意義上的接觸到各種光學(xué)儀器，第一次深入了解不同的光學(xué)原理。因此在實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)每一次面對不同的儀器和不同的方法時，都需要一個了解和熟悉的過程，這也使得實(shí)驗(yàn)的過程顯得不是那么的順利，但總體來說還算平穩(wěn)，自己也從中收獲了很多。

在這個學(xué)期中，我跟隨著四位不同的老師，學(xué)習(xí)和體驗(yàn)了六個不同的光學(xué)實(shí)驗(yàn)，分別是：應(yīng)用最小偏向角法測定三棱鏡的折射率；單色儀的調(diào)節(jié)與定標(biāo)；偏振光的產(chǎn)生、檢驗(yàn)及強(qiáng)度測定；小型旋光儀的結(jié)構(gòu)、原理及使用；測量牛頓環(huán)直徑并計(jì)算曲率半徑；利用雙棱鏡干涉法測He—Ne激光波長。每做完一個實(shí)驗(yàn)，第一感想都是相同的：其實(shí)實(shí)驗(yàn)本身很簡單，只要能夠?qū)?shí)驗(yàn)原理有細(xì)致深入的了解，在過程中足夠細(xì)心，很多之前出現(xiàn)過的問題和狀況是完全可以避免的。

與此同時，對于我們所使用的這本《實(shí)驗(yàn)光學(xué)》教材，它在內(nèi)容的編排上也有其獨(dú)到之處。與以往的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教材不同，它并不是將每次實(shí)驗(yàn)所涉及的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、?shí)驗(yàn)儀器的操作、實(shí)驗(yàn)步驟堆在一起列舉出來，而是首先將所有的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器的操作列舉在了書的前面，而將從中發(fā)散思維而設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)的簡潔的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與之分開羅列。這樣一來，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的時候就需要自己查閱課本及相關(guān)資料，再將它們串聯(lián)起來。這個過程中就需要對本次實(shí)驗(yàn)所涉及的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行查詢，了解設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的背景及相關(guān)資料，從而更好的認(rèn)識到這次實(shí)驗(yàn)的目的及原理所在，學(xué)習(xí)前輩學(xué)者設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的思路及科學(xué)的思考問題和解決問題的方法，并且對其進(jìn)行思考，從而有所發(fā)現(xiàn)，加深了對科學(xué)實(shí)驗(yàn)重要性的了解，明確了物理實(shí)驗(yàn)課程的地位，作用和任務(wù)。

在試驗(yàn)操作過程中，也培養(yǎng)了自己的動手能力，將學(xué)到的實(shí)驗(yàn)理論知識應(yīng)用到實(shí)踐能力，提高了將實(shí)驗(yàn)理論和實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過程相結(jié)合的能力，對以后的實(shí)驗(yàn)操作及理論知識的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，有很大的促進(jìn)作用。

在對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析的過程中，掌握了測量誤差的基本知識，學(xué)會了正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力。這之中包括：測量誤差的基本概念，直接測量量的不確定度計(jì)算，間接測量量的不確定度計(jì)算以及處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一些重要方法。鍛煉了分析問題及解決問題的綜合能力，從實(shí)驗(yàn)過程所遇到的困難中，分析問題的癥結(jié)所在，并從以往所學(xué)到的知識原理中尋找解決措施，從失敗的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中分析原因并找出解決方法，從成功的實(shí)驗(yàn)結(jié)果中分析成功的的關(guān)鍵所在，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以便下次實(shí)驗(yàn)的成功。

下面再對光學(xué)實(shí)驗(yàn)提出一點(diǎn)建議： 1． 關(guān)于實(shí)驗(yàn)儀器：

在整個的實(shí)驗(yàn)過程中，我想所有的同學(xué)包括老師們都知道，有些儀器在操作上并不是那么的準(zhǔn)確，甚至是有問題的。而我們學(xué)生在使用時，事先并不知情，往往是做到第一組數(shù)據(jù)出來后或者已經(jīng)進(jìn)行到一半了才發(fā)現(xiàn)儀器的問題，這樣不僅浪費(fèi)了時間，也有可能打擊同學(xué)們的積極性。不管是儀器老化還是維護(hù)技術(shù)的問題，我希望老師們能定時地做一次儀器檢測，能調(diào)整的盡量調(diào)整，不能調(diào)整的，就在旁邊做一個標(biāo)注，說明這臺儀器有問題，建議同學(xué)不要使用。

2.關(guān)于老師的教學(xué)方式：

我在一個學(xué)期的時間里接觸到了四位老師，也體驗(yàn)到了不同的教學(xué)方式。但這之中，我覺得能帶給我們更多啟發(fā)的是教我們“應(yīng)用最小偏向角測定三棱鏡的折射率”的那位老師（不好意思，由于只接觸了一次，我沒能記住他的名字）。這位老師在講解實(shí)驗(yàn)原理時，會把我們叫到一塊兒，然后根據(jù)黑板上的圖示，挨個提問我們。在我們說出自己對實(shí)驗(yàn)原理的理解后，老師會在此基礎(chǔ)上進(jìn)行正確的講解并補(bǔ)充相應(yīng)的細(xì)節(jié)。這一整個環(huán)節(jié)后，大家對實(shí)驗(yàn)原理就有了透徹的理解，也為接下來實(shí)驗(yàn)過程的順利進(jìn)行打好了基礎(chǔ)。而雖然其他幾位老師也都將實(shí)驗(yàn)原理及操作方法講的很仔細(xì)，但畢竟只是單方向的輸入，而且同時也不能排除有些同學(xué)壓根就沒預(yù)習(xí)，即使老師講了以后也沒搞懂，最后單純只是依樣畫葫蘆湊出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)了事，我想這樣純粹是浪費(fèi)時間。而且我們組的成員都覺得，在那位老師和我們一起熟悉了實(shí)驗(yàn)原理后，各自都或多或少獲得了一些啟發(fā)性的東西，這樣的話，該實(shí)驗(yàn)的意義便提高了一個層次了。3.關(guān)于實(shí)驗(yàn)報告：

每次做完實(shí)驗(yàn)，我們都會寫一份實(shí)驗(yàn)報告，并在最后附上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和針對數(shù)據(jù)的分析以及討論。但是我們并不知道我們所回答的課后習(xí)題是否正確，而且也不知道我們所總結(jié)的實(shí)驗(yàn)收獲是否完整，也無法了解其余同學(xué)的總結(jié)。所以希望老師們能在每次實(shí)驗(yàn)后將批改完的報告發(fā)給我們，以便我們進(jìn)行自我修正，并提高自己的報告水平。有必要的話，還可以適當(dāng)進(jìn)行講解，加深對實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識。4．關(guān)于實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

由于時間有限，而實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容又很多，所以每個同學(xué)每學(xué)期只被安排做6個實(shí)驗(yàn)，所以很多好的、經(jīng)典的物理光學(xué)實(shí)驗(yàn)，我們都沒有機(jī)會去做，不免讓人感到遺憾。比如說全息照相，當(dāng)我聽那些做過的同學(xué)講其中的奧妙和樂趣時，心里那個羨慕啊。但是好像我們在大學(xué)階段就再也無法接觸到光學(xué)實(shí)驗(yàn)了，所以真的很遺憾。對于這點(diǎn)，我也沒有很好的辦法，畢竟我們不是本專業(yè)的學(xué)生，所以只能在這兒發(fā)一下小感慨了。

總之，我在基礎(chǔ)光學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)到了許許多多的東西，我在今后的學(xué)習(xí)生活中，一定會把它們用上的。最后，再一次對給予我們細(xì)致認(rèn)真講解和啟發(fā)性指導(dǎo)的老師表達(dá)誠摯的謝意。

第四篇：LED光學(xué)設(shè)計(jì)心得

LED光學(xué)設(shè)計(jì)心得

光學(xué)設(shè)計(jì)首先是對LED有一定的了解

先說CREE吧，CREE比較常用的LED：XPE，XPE-hew，XPG，XPG-2，XTE，XBD，XML，XML-EZW，XML-HVW，MTG，CXA系列和ML系列，還有以前的那種MX6，MX3，MX3應(yīng)該是已經(jīng)停產(chǎn)了，CREE的LED總體上還是很不錯的，除了XPE-HEW，XTE，XBD-ww，MX3和MX6這幾款容易出黃圈外(MX3和MX6中心容易出藍(lán)斑，下面就不講MX3了，后面會告訴大家怎么去掉TIR透鏡的黃斑，不需要那么麻煩去模擬熒光粉的)，其它的光源都是比較好設(shè)計(jì)的，這些光源中MX6，XPG-2以及CXA系列的定位是需要注意的(我用的是TP)，MX6和ML系列的光源文件的原點(diǎn)位置在LED基座的底部，XPG-2的光源文件的原點(diǎn)位置在LED發(fā)光面下面0.2mm的位置處，CXA系列的原點(diǎn)在光源板子的表面，所以在導(dǎo)入光源文件的時候原點(diǎn)位置是需要注意的。

現(xiàn)在CREE用的比較多的應(yīng)該是XPG，XPG-2，XTE，XBD。CXA系列用的還是很少，我們就說說XTE，XBD和XPG-2吧，這是CREE去年推出來的(沒記錯的話，應(yīng)該是去年)，我用XTE做過多款路燈，都是邊緣發(fā)黃，這個我還想到有什么辦法解決！XBD設(shè)計(jì)過單顆透鏡，MR16等，XBD-CW加輕微的磨砂是可以沒有黃斑的，但是ww這款磨砂就要加重一點(diǎn)，用蜂窩改善也是可以的，且XBD的冷白和暖白測同一個透鏡，角度是不一樣的，設(shè)計(jì)時一定要確定用什么色溫范圍(其實(shí)

在TIR設(shè)計(jì)時注意一下結(jié)構(gòu)，是可以用輕微磨砂就能完全去掉黃斑)，XPG-2這款光源和XPG一樣，做TIR的透鏡是可以不用加磨砂的，光斑沒有黃斑，且光通量在1.5A時，光通量可以在400lm以上(R3，R4，R5)，XTE和XPG-2這兩款在光通量是很接近的，且它們的光通量的測試數(shù)據(jù)是在結(jié)溫85°C時測的，現(xiàn)在的所有的4040尺寸一下的LED，就LUXEON-T(3737的尺寸)是可以和他們競爭的。

(以上都是我個人對CREE LED的看法，可能有不正確的地方或者漏掉的地方，歡迎大家指出來)

下面說說lumileds，流明的LED型號太多，我主要用過的有：rebel，rebel-es，Luxeon-Z，luxeon-A,luxeon-M其余的像LUXEON-H，luxeon-T等等這些基本沒用到過，我相信很多光學(xué)設(shè)計(jì)師都個我一樣，用的流明LED最多的型號就是rebel 和rebel-es，流明的LED光源文件原點(diǎn)的位置是不用移動的(我用的是TP)，且rebel-es主要是和XPG競爭的，兩者的光通量基本一樣，做的透鏡也沒有黃圈，但是流明的光源規(guī)格書中一般沒有1.5A的數(shù)據(jù)，CREE都是有的。rebel和rebel-es都是很好設(shè)計(jì)的光源，就像CREE的XPE和XPG(以上都是我個人對lumileds的看法，可能有不正確的地方或者漏掉的地方，歡迎大家指出來)

osram的LED最著名的就是oslon80和150，一般就是CP7P，CR7P，CQ7P和CPDP，CRDP，CQDP,其中以CP7P，CPDP 這個

用的最多，在沒有CR7P，CQ7P的光源文件時，是可以用CP7P的光源文件設(shè)計(jì)的，結(jié)果基本上是一樣的，OSLON150也是這樣。osram的CP7P，CPDP，CQAR這三個光源的光源文件模擬時都是需要移動的(TP)。用TP設(shè)計(jì)的人都知道，7p和DP模擬時，顯示出的光斑是不對稱的(我說的是鏡面)，osram的80°和150°不怎么好設(shè)計(jì)配光，配光曲線老是不對稱，這個其實(shí)不用去太在意，這是光源文件的問題，模擬時表面加個蜂窩就可以了，當(dāng)然你也可以在TP里面設(shè)置磨砂，然后透鏡表面附一個磨砂屬性。我用CP7P和CPDP設(shè)計(jì)過路燈，par燈，MR16，還用背光用的那種透鏡等等，沒有黃圈，光面也是沒有黃圈。

osram去年推出的CQAR，光通量比不上XPG-2和luxoen-T，且做路燈的話，黃圈很重，TIE的透鏡表面也需要加磨砂才能改善，光源文件的原點(diǎn)位置也是需要移動的(以上都是我個人對osram的看法，可能有不正確的地方或者漏掉的地方，歡迎大家指出來)

下面就說日亞的光源吧： 日亞有183-6L，183-3L，219,119,757,153，這些都是用的較多的，當(dāng)然還有cob封裝的，cob封裝的以后一起說，183這兩款和CREE的MX6，MX3很想，當(dāng)然配上同一個透鏡的角度是不一樣的，但是光斑的邊緣發(fā)黃，小角度中心發(fā)藍(lán)都是有的，且這兩種光源的光源文件的位置都是一樣的，都在LED基座的底部，所以用的時候要移動光源文件，不過現(xiàn)在基本上不見用183這兩款光源了。219和119這兩款光源是一樣的，只是封裝上有區(qū)

別(這是日亞的人說的)，但是219中的有一款和其他的219是不一樣的，我忘了是哪一個了。下面就直說119了，119這個光源我在幾年設(shè)計(jì)中遇到的不是很多，但是每次的效果都是不錯的，加點(diǎn)磨砂一點(diǎn)問題都沒有?，F(xiàn)在比較火的是757這個，TIR透鏡上用到，球泡燈上用到，主要是性價比不錯，但是黃圈重，tir的燈杯上，加磨砂光斑都很難做均勻，但是我以前幫客戶做了一個，DUV是在0.006以下的，cd值和效率也都滿足客戶的要求，主要還是透鏡結(jié)構(gòu)要做注意，要知道LED黃圈是由透鏡的哪個部分引起的，不要去模擬熒光粉，我以前也用模擬熒光粉的方法去處理黃圈，但是都不對，可能是我的模擬熒光粉的方法不對吧!

我這幾年的設(shè)計(jì)中遇到最多的光源就是上面的這些，當(dāng)然還有CITIZEN的cob封裝的LED，sharp的，三星的，還有國產(chǎn)的我下面就說一下怎么把黃圈去掉，其實(shí)是很簡單的，只要把透鏡火山口里面的平凸做平了，表面加磨砂或者珠面就可以了，大家以后設(shè)計(jì)時可以試一下，但是這樣做不好的地方就是透鏡的cd值會比火山口做平凸的要低，有可能不能滿足客戶要求，那這時就要把透鏡的角度做客戶允許角度范圍的下線，這樣也是可以的，就是透鏡的容差也做大了。

下面在說下所有cob封裝的LED吧，這個說完就說路燈，現(xiàn)在做cob封裝用的越來越多，想citizen的CLL010-020-030-040-0505,還有234等等，還有sharp的GW5D這些，太多了，記不住啊!特別是sharp的和NICHIA的cobLED，下載的光源文件是RS8的，TP用不了，那么這個時候怎么辦，我不了解別人是怎么做的，但是我遇到過很多都是說自己建光源文件，是不是LED有多少個芯片就建多少個朗博體，在加上個熒光粉，設(shè)置不同的波長，或者有些人直接把整個發(fā)光面建朗博體，在或者就是用TP7.0以上的版本，根據(jù)配光建一個光源，然后附在一定大小的平面上，我想告訴大家，這樣做肯定不行的，只要LED的尺寸超過5050的，自己建的光源做透鏡的誤差會很大，其實(shí)是很簡單的，打個比方吧，如果你有MX6的光源文件，沒有日亞183-6L的光源文件，那么你就可以用MX6代替日亞183-3L來做，然后透鏡表面加磨砂來微調(diào)一下角度。我想告訴大家的就是，cob的發(fā)光面越大的，這種替換的角度會越準(zhǔn)確，就算客戶要求的LED的發(fā)光面是10mm，而你已有的光源的光源文件是9mm，這樣都是可以直接替換來做的，這樣的唯一要求：透鏡的表面一定要磨砂，因?yàn)橹槊嫖⒄{(diào)的成本太貴

第五篇：2012級光學(xué)設(shè)計(jì)題DOC

2012級光學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目

設(shè)計(jì)性選題說明

光學(xué)實(shí)驗(yàn)最后一部分是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。以下就題目的選擇、實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行說明如下：

1、從下列題目中每個學(xué)生任選一個實(shí)驗(yàn)題目，每題人數(shù)給定。6月6日（周五）下午1：30至4：00提交實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)指導(dǎo)教師審閱批準(zhǔn)后開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，沒有提交實(shí)驗(yàn)方案或?qū)嶒?yàn)方案不合格的學(xué)生不允許進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)。戴瑞：光學(xué)一室； 陸子鳳：光學(xué)二室 ； 李金環(huán)：光學(xué)三室； 張瑛：光學(xué)準(zhǔn)備室。

2、實(shí)驗(yàn)分成四個組，1組周一（6月9號）、2組周二（6月10號）、3組周三（6月11號）、4組周五（6月13號）。下午12:30---17:30；

3、制定方案時，要發(fā)揮獨(dú)創(chuàng)精神，根據(jù)題目要求選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方法、儀器（精度、型號）、安排適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)。方案必須認(rèn)真手寫到實(shí)驗(yàn)報告上，不得抄襲；

4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，要注意分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并與預(yù)期結(jié)果進(jìn)行比較，分析實(shí)驗(yàn)中的問題，適當(dāng)?shù)馗倪M(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，使實(shí)驗(yàn)獲得比較理想的結(jié)果；

5、實(shí)驗(yàn)誤差分析結(jié)果的評價以及對實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步的探討，是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的重要內(nèi)容；

6、實(shí)驗(yàn)后寫出完整的實(shí)驗(yàn)報告；

7、計(jì)性實(shí)驗(yàn)的心得體會要實(shí)事求是的寫，要有重點(diǎn)并具體的議論一、二個問題，防止空談，特別希望提出具體的改進(jìn)意見和對教師的期望。

8、實(shí)驗(yàn)前提出需要儀器及材料的詳細(xì)計(jì)劃，實(shí)驗(yàn)室提供現(xiàn)有的儀器設(shè)備供同學(xué)選用，如有特殊儀器使用要求，需要提前向老師說明。注意愛護(hù)和保管好儀器，如有損壞或丟失要及時報告老師處理；

9、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)主要參考書：光學(xué)教程 姚啟鈞著；普通物理實(shí)驗(yàn)（光學(xué)）楊述武；

9、實(shí)驗(yàn)題目J1－J10由李金環(huán)老師指導(dǎo)，L1－L7由陸子鳳老師指導(dǎo)，Z1－Z8由張瑛老師指導(dǎo)；D1—D2由戴瑞老師指導(dǎo)。

10、時間要求：請選好題目，每人1題，并于5月28（周三）日下午由各班負(fù)責(zé)人將選題名單上交給張瑛老師。

J李金環(huán)老師的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目

（J實(shí)驗(yàn)一 to J實(shí)驗(yàn)八）（13人）

J實(shí)驗(yàn)一 光盤性質(zhì)研究（1人）

目的：

（一）了解光盤CD，VCD，DVD的構(gòu)成及光學(xué)性質(zhì)；

（二）學(xué)會解釋出現(xiàn)的光學(xué)現(xiàn)象； 要求：

（一）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖；

（二）使用多種方法進(jìn)行測量；

（三）光盤的刻線走向及刻線密度。提示：

（一）利用光的衍射特性； 問題：

（一）將研究的結(jié)果進(jìn)行比較。

J實(shí)驗(yàn)二 光譜分析及柯西色散公式研究（1人）

目的：

（一）研究光譜分析的基本方法；

（二）進(jìn)一步研究棱鏡色散曲線；

（三）研究正常色散曲線—柯西公式。要求：

（一）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖；

（二）分析不同玻璃棱鏡的色散曲線，確定實(shí)驗(yàn)室使用棱鏡的制作材料；

（三）用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)及圖形處理； 提示：

（一）可利用最小偏向角；

（二）選擇不同光源進(jìn)行比較分析。

J實(shí)驗(yàn)三 空間濾波對光柵性質(zhì)的探討（2人）

目的：

（一）掌握制作光柵的方法；

（二）探討光柵不同頻率衍射光的性質(zhì)；

（三）了解空間濾波的原理。要求：

（一）自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，畫出光路圖；

（二）推導(dǎo)出雙光束干涉的公式；

（三）推導(dǎo)出正弦光柵的衍射方程；

（四）討論光強(qiáng)對條紋對比度的影響。提示：

（一）利用干涉和衍射；

（二）空間濾波。問題：

（一）怎樣得到對比度好的條紋？

J實(shí)驗(yàn)四 定域與非定域干涉的研究（1人）

目的：

（一）進(jìn)一步了解干涉的原理；

（二）定域干涉與非定域干涉的形成；

（三）掌握邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用。要求：

（一）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖。提示：

（一）光的干涉； 問題：

（一）什么是定域干涉，非定域干涉，兩者的本質(zhì)區(qū)別；

（二）用非定域干涉測量光源的波長。

J實(shí)驗(yàn)五 光源相干長度的測量（1人）

目的：

（一）進(jìn)一步了解相干長度的概念；

（二）研究不同光源相干性；

（三）掌握邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用。要求：

（一）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖。

（二）測量不同光源的相干長度（白光，鈉燈，汞燈中的某個波長）提示：

（一）光的干涉；

（二）定域干涉或者非定域干涉均可。

問題：

（一）什么是相干長度；

（二）不同光源的相干長度。

J實(shí)驗(yàn)六 光學(xué)系統(tǒng)像差研究（2人）

目的：

（一）進(jìn)一步了解像差理論，對各種像差作定量和定性的研究； 要求：

（一）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖；

（二）測量出球差，像散；

（三）觀察場曲和畸變；

（四）測量色差；

（五）畫出觀察到的像差圖形。提示：

（一）可以用朗契光柵考察各種像差。問題：

（一）分析各種像差的來源及解決辦法。

J實(shí)驗(yàn)七 不同方法測量鈉雙線的波長間隔（1人）

目的：

（一）測鈉燈光源中雙線的波長間隔；

（二）深入理解干涉原理 要求：

（一）熟練調(diào)節(jié)和使用邁克爾遜干涉儀

（二）熟練調(diào)節(jié)和使用法布里-珀羅干涉儀 問題：

（一）如何迅速正確地在邁克爾遜干涉儀上調(diào)出白光的干涉條紋？

（二）如何確定兩束光等光程？

J實(shí)驗(yàn)八 用光學(xué)掃描法測量金屬桿直徑（1人）

目的：

（一）用不同的方法測量金屬桿的直徑；

（二）用激光掃描測量金屬桿直徑 要求：

（一）幾何陰影是如何確定的；

（一）試分析光線經(jīng)過金屬桿表面是怎樣傳播的。

（二）如何得到測量金屬桿較好的實(shí)驗(yàn)效果？

提示：

單邊衍射原理

J實(shí)驗(yàn)九 莫爾條紋原理及應(yīng)用(1人)目的：

（一）了解莫爾條紋的原理；

（二）了解莫爾條紋的應(yīng)用及光柵傳感器的原理；

（三）用莫爾條紋測量微小偏角 要求：

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖。

J實(shí)驗(yàn)十 生活中的偏振光及檢測(1人)

目的：

（一）掌握光的偏振原理；

（二）檢測生活中的偏振光；

（三）了解偏振光的應(yīng)用。要求：

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖。

J實(shí)驗(yàn)十一 雙光柵衍射成像研究(1人)

目的：

（一）掌握光柵的衍射原理；

（二）應(yīng)用光柵衍射成像 要求：

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖。

L陸子鳳老師的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目

（L實(shí)驗(yàn)一to L實(shí)驗(yàn)七）（12人）

L實(shí)驗(yàn)一 ：自組望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡（2人）

目的：

（一）了解望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的基本原理與結(jié)構(gòu)；

（二）學(xué)習(xí)組裝望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡，掌握他們的使用方法；

（三）了解助視儀器的視角放大率和測量方法； 要求：

（一）根據(jù)望遠(yuǎn)鏡（顯微鏡）的基本原理與結(jié)構(gòu)，確定光學(xué)元件的具體參數(shù)（如焦距大?。?；

（二）設(shè)計(jì)方案，搭建一個望遠(yuǎn)鏡（顯微鏡）實(shí)驗(yàn)光路，繪出其光路圖

（三）組裝不同視角放大率的顯微鏡，并利用比較法，以微小物體例如（微尺）為物，驗(yàn)證顯微鏡的放大率；分別用比較法和工時法測量組裝望遠(yuǎn)鏡的視角放大率 提示：

望遠(yuǎn)鏡是物鏡的像方焦點(diǎn)與目鏡的物方焦點(diǎn)重合的光學(xué)系統(tǒng)。詳見《光學(xué)教程》姚啟鈞，高教出版社。組裝顯微鏡前，一定想好顯微鏡的放大率如何確定計(jì)算，通過放大率的計(jì)算確定筒長。

L實(shí)驗(yàn)二：用邁克爾遜干涉儀測白光光源的相干長度和薄玻璃片的折射率（2人）

目的：

（一）利用邁克爾遜干涉儀測白光光源的相干長度和薄玻璃片的折射率

（二）深入理解等傾和等厚干涉原理 要求：

（一）熟練調(diào)節(jié)和使用邁克爾遜干涉儀

（二）掌握測定玻璃折射率的原理和方法 問題：

（一）如何迅速正確地在邁克爾遜干涉儀上調(diào)出白光的干涉條紋？

（二）如何確定兩束光等光程？

L實(shí)驗(yàn)三： 偏振光特性的研究（時間剩余要求自制色偏振儀）（1人）

目的：

（一）學(xué)習(xí)用光電轉(zhuǎn)換的方法測定相對光強(qiáng), 驗(yàn)證馬呂斯定律。

（二）研究1/4波片的光學(xué)特性

（三）研究半導(dǎo)體激光器的偏振特性（測出其偏振度）

（四）研究物質(zhì)的旋光特性

（五）觀察石英晶體的旋光特性和測量旋光度

（六）觀察旋光色散，并解釋現(xiàn)象 要求：

（一）掌握各種偏振光的特性。

（二）學(xué)會辨別各種偏振光。

（三）了解偏振光干涉和雙折射現(xiàn)象。提示：

用偏振光干涉原理解釋雙折射現(xiàn)象。用白光做光源，在兩個正交偏振片之間插入一塊雙折射物質(zhì)，從檢偏器一端迎光看去，可以看到偏振光干涉產(chǎn)生的顏色，用觀察到的現(xiàn)象來解釋雙折射現(xiàn)象。問題：

（一）什么是互補(bǔ)色？

（二）用偏振光理論來解釋實(shí)驗(yàn)中的互補(bǔ)色現(xiàn)象。

L實(shí)驗(yàn)四

編碼片的攝制及空間慮波實(shí)驗(yàn)研究（2人）

目的：

（一）學(xué)會用干涉原理制作?調(diào)制光柵圖片。

（二）了解空間慮波，空間頻譜等基本概念，基本知識。要求：

（一）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，擬定實(shí)驗(yàn)方法和步驟，攝制正交光柵及?調(diào)制光柵圖片。

（二）設(shè)計(jì)空間濾波實(shí)驗(yàn)裝置，畫出光路圖，調(diào)節(jié)光路，觀察?調(diào)制光柵圖片以過濾波后所成象的變化情況并加以解釋。

提示：

掌握光學(xué)傅立葉變換，用阿貝二次成像原理解釋試驗(yàn)中遇到的現(xiàn)象。了解各種濾波器對圖像質(zhì)量的影響 問題：

（一）在?調(diào)制中物面上沒有光柵的地方原來都是透明的但像面上相應(yīng)部位卻是暗黑的，為什么

（二）鈉光或白光進(jìn)行阿貝實(shí)驗(yàn)有何困難，實(shí)驗(yàn)光路應(yīng)怎樣變動

L實(shí)驗(yàn)五：雙棱鏡干涉的深入研究（2人）

目的：

（一）進(jìn)一步掌握雙棱鏡的干涉原理及調(diào)節(jié)方法；

（二）測定兩虛光源之間的距離與狹縫-雙棱鏡間距之間的關(guān)系。要求：

（一）實(shí)驗(yàn)測量雙棱鏡的楔角，并比較角度不同干涉現(xiàn)象的差異；

（二）用多種方法測量兩虛光源之間的距離，并比較優(yōu)缺點(diǎn)；

（三）測定兩虛光源之間的距離與狹縫-雙棱鏡間距之間的關(guān)系曲線；

（四）利用雙棱鏡干涉觀察He-Ne激光的干涉條紋，并測量氦氖光的波長； 提示：

如何調(diào)節(jié)氦氖光的干涉條紋，以及如何測量其波長，請自性參考《物理實(shí)驗(yàn)》2007年，27卷，第7期34-35頁！

L實(shí)驗(yàn)六：一步彩虹全息（2人）

目的：

（一）了解白光再現(xiàn)全息照相的基本原理，學(xué)習(xí)拍攝一步彩虹全息圖和觀察再現(xiàn)圖像的方法

（二）了解一步彩虹全息圖與普通全息圖有何區(qū)別和聯(lián)系 要求：

（1）一步彩虹全息圖的記錄和再現(xiàn)景象的基本原理。

（2）拍攝全息圖的技術(shù)要求和有關(guān)注意事項(xiàng)。（3）了解并掌握一步彩虹全息的實(shí)驗(yàn)光路圖。

（4）掌握像面全息和一步彩虹全息實(shí)驗(yàn)光路以及再現(xiàn)像的區(qū)別和聯(lián)系。

提示：

拍攝一步彩虹全息圖，物置于透鏡物方焦距（ｆ≈１０ｃｍ）以外。在屏上出現(xiàn)適當(dāng)大小的清晰物像之后，再把干版架向前（或向后）挪動３ｍｍ～１０ｍｍ。緊靠透鏡置一約５ｍｍ寬的縫光欄，調(diào)節(jié)物光和參考光強(qiáng)度適當(dāng)后即可拍攝，或在教師指導(dǎo)下，拍攝一張像平面全息圖。

L實(shí)驗(yàn)七：自制旋光儀測定糖溶液的濃度（時間剩余要求自制色偏振儀）（1人）

目的：

1．觀察線偏振光通過旋光物質(zhì)所發(fā)生的旋光現(xiàn)象 2．了解右旋體、左旋體旋光物質(zhì)

3．掌握用旋光儀測定溶液或液體物質(zhì)的旋光度的方法

要求；

1．配置一定濃度的糖溶液（最好理論計(jì)算出該溶液的濃度，以和測量值比較）2．組裝旋光儀和測定旋光率

（1）樣品管的充填

（2）儀器零點(diǎn)的校正和半暗位置的識別（3）樣品旋光度的測定

3．注意事項(xiàng)

（1）溶液注滿試管，兩端不能有氣泡。

（2）試管兩端均應(yīng)擦干凈方可放入旋光儀。

（3）在測量中應(yīng)維持溶液溫度不變。

（4）試管中溶液不應(yīng)有沉淀，否則應(yīng)更換溶液。

Z張瑛老師的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目

（Z實(shí)驗(yàn)一to Z實(shí)驗(yàn)八）（13人）

Z實(shí)驗(yàn)一 光柵特性的研究（2人）

目的：

（一）熟悉分光計(jì)的構(gòu)造和調(diào)節(jié)原理

（二）深入研究光柵的光學(xué)特性 要求：

（一）推導(dǎo)出最小偏向角位置上的光柵方程

（二）在平行光斜入射的條件下，測量光柵常數(shù)和未知光波波長。

（三）測出左右兩側(cè)光譜的非對稱分布規(guī)律。

（四）利用光柵測量普朗克常數(shù)和里德伯常數(shù)。提示：

利用汞光源和最小偏向角位置上的光柵方程求光柵常數(shù)和未知光波的波長。利用氫光源測量普朗克常數(shù)和里德伯常數(shù)。

Z實(shí)驗(yàn)二 液體折射率測量方法的比較研究（2人）

目的：

（一）研究用多種方法測量液體的折射率

（二）分析各種方法的適應(yīng)范圍。要求：

（一）設(shè)計(jì)三種測量液體折射率的方法

（二）實(shí)測三種液體的折射率

（三）分析各種方法的特點(diǎn)及誤差 提示：

設(shè)計(jì)三種在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件下可完成的測量液體折射率的方案，不包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中已用過的方法和中學(xué)實(shí)驗(yàn)中過于簡單的方法。

Z實(shí)驗(yàn)三 用 F—P干涉儀測量激光的波長（1人）

目的：

（一）熟悉 F—P干涉儀的原理及調(diào)節(jié)方法

（二）測量激光的光波波長 要求：

（一）調(diào)出標(biāo)準(zhǔn)的等傾干涉花樣

（二）用普通方法測量未知光波的波長

（三）在厚度不變的條件下，測量激光的光波波長 提示：

在汞光源前放上濾光片，先調(diào)出綠光條件下標(biāo)準(zhǔn)的等傾干涉花樣，測出第k級及第k-3圓環(huán)的直徑。然后換上激光光源，保持膜厚度不變，用同樣的方法測出第k級及第k-3圓環(huán)的直徑，代入公式即可出激光波長。

Z實(shí)驗(yàn)四 反射式白光再現(xiàn)全息照相（1人）

目的：

（一）進(jìn)一步理解白光再現(xiàn)全息照相的原理

（二）熟悉白光再現(xiàn)全息照相光路 要求：

（一）設(shè)計(jì)兩種拍攝白光再現(xiàn)全息照相的光路。

（二）利用兩種光路分別拍攝兩張反射式全息圖。

（三）與普通全息照相比較有何異同點(diǎn)； 提示：

在各種實(shí)驗(yàn)講義中查閱原理部分，設(shè)計(jì)兩種拍攝反射式白光再現(xiàn)全息的光路，在實(shí)驗(yàn)中分別用兩種光路拍攝反射式白光再現(xiàn)全息圖。

Z實(shí)驗(yàn)五：用法布里干涉儀測量鈉雙線的波長差及膜厚度（1人）

目的：

（一）掌握法布里—珀羅干涉儀的調(diào)節(jié)方法

（二）通過法布里—珀羅干涉儀測定鈉黃雙線的波長差

（三）膜厚d的測量。要求：

（一）設(shè)計(jì)方案，寫出測量原理和測量公式，擬定實(shí)驗(yàn)步驟，測定鈉黃雙線的波長差；

（二）測定膜厚d；

（三）比較邁克爾遜干涉儀與法布里—珀羅干涉儀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的區(qū)別。提示：

鈉光源是由兩種波長的光組成，它的波長值是平均波長值。由于法布里的分辨率非常高，能夠把這兩種波長的光所形成的干涉花樣分開，我們利用這一現(xiàn)象來求兩光之間的波長差。

Z實(shí)驗(yàn)六

全息波帶片的制作（2人）

目的：

（一）掌握制作全息波帶片的原理。

（二）學(xué)會制作全息波帶片的方法。

（三）觀察全息波帶片的成像特點(diǎn)。要求：

（一）設(shè)計(jì)兩種制作全息波帶片的光路。

（二）攝制不同焦距的全息波帶片。

（三）觀察全息波帶片具有的透鏡成像規(guī)律。

（四）討論全息波帶片的成像和玻璃透鏡成像相比的優(yōu)缺點(diǎn)。提示：

以全息照相原理為基礎(chǔ)，自行設(shè)計(jì)兩種拍攝全息波帶片的光路。用兩種光路拍攝出不同焦距的全息波帶片，并用不同的方法測量其焦距。

Z實(shí)驗(yàn)七 用干涉法測量金屬絲的線脹系數(shù)（2人）

目的：

（一）掌握用干涉法測量線脹系數(shù)的原理。

（二）學(xué)會用光學(xué)的方法測量金屬絲的線脹系數(shù)。要求：

（一）推導(dǎo)出測量金屬絲線脹系數(shù)的公式。

（二）研究出具體的切實(shí)可行的測量方案。

（三）制定出給金屬絲加熱的方法。

提示：

用兩塊平板玻璃與待測金屬絲制成空氣劈尖，用鈉光照射劈尖時，分別測得金屬細(xì)絲在常溫和高溫下的干涉條紋寬度及高溫時的溫度，利用推導(dǎo)出的線脹系數(shù)公式可求出金屬絲的線脹系數(shù)。

Z實(shí)驗(yàn)八 高亮度LED光源在光學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用（2人）

目的：

（一）掌握LED白光源的發(fā)光原理。

（二）了解LED白光源的發(fā)光特點(diǎn)及與普通白熾光源的區(qū)別。要求：

（一）研究LED白光源的光譜特性。

（二）用LED白光源在三個基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)題目中研究其發(fā)光特點(diǎn)。

（三）與普通白熾光源、節(jié)能燈白光源作比較，分別論述各種白光源的特點(diǎn)。

提示：

自選在三個基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用LED白光源代替白熾光源，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明LED白光源與普通白熾光源有何異同，概括總結(jié)出LED光源的綜合特性。

戴瑞老師設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目

（D實(shí)驗(yàn)一 to D二實(shí)驗(yàn)）

D實(shí)驗(yàn)一 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探討單透鏡及光具組主平面成像性質(zhì)（1人）

目的：

（一）掌握主平面成像性質(zhì)；

（二）實(shí)驗(yàn)上觀察到單透鏡主平面上成像.要求：

（一）理論推導(dǎo)單透鏡及光具組主平面成像的橫向放大率；

（二）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案觀察單透鏡主平面上成像，畫光路圖；

（三）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案計(jì)算光具組主平面上成像的橫向放大率，畫光路圖.提示：

（一）借助輔助透鏡成像.D實(shí)驗(yàn)二 探討確定波片光軸的實(shí)驗(yàn)方法（2人）

目的：

（一）掌握不同偏振態(tài)的光通過波片后偏振態(tài)的變化；

（二）探討確定波片光軸的實(shí)驗(yàn)方法； 要求：

（一）會用布儒斯特定律確定偏振片的透振方向；

（二）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，畫光路圖確定波片光軸方向；