《光学系统设计》课程教学大纲.docx
光学系统设计教学大纲一、课程基本信息课程名称光学系统设计Optical System Design课程编码SCC621411020开课院部理学院课程团队（未设置）学分2.0课内学时 2周讲授0实验0上机0实践2周课外学时0适用专业光电信息科学与工程授课语言中文先修课程应用光学课程简介 （必函光学系统设计课程是光电信息科学与工程专业的一门重要的专业课程。该课程结合当前行业产品特点，重点介绍典型的光学系统 设计。使学生系统的掌握光学系统结构和原理，了解光学系统设计的基本概念、像差理论基础，了解光学系统自动设计的基本原理和常用 光学设计与分析软件，学会使用Zemax进行光学系统设计。光学系统设计可以让学生对光电信息科学与工程专业有深层次的了解，掌握光 电设计的专业核心知识和技能，特别是光学系统设计与开发能力，可以在光学、光电子和光信息行业从事研发和生产等工作。The course of Optical System Design is an important specialized course for the specialty of photoelectric information science and engineering. This course focuses on the design of typical optical systems in combination with current product features in the industry. The students should master the structure and principle of optical system, understand the basic concept of optical system design, aberration theory, understand the basic principle of automatic optical system design and common optical design and analysis software, and learn to use Zemax to design optical system. Optical system design can make students have a deep understanding of optoelectronic information science and engineering, master the core professional knowledge and skills of optoelectronic design, especially the optical system design and development ability, so they can engage in R & D and production in optics, optoelectronics and optoinforination industries.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标0BE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：掌握光学系统设计和产品开发全周期、全流程的基本设计/开发方法和技术，了解影响设计是3. 1目标和技术方案的各种因素。2M2目标2：能针对相关的光学系统设计及评价复杂工程问题，进行系统方案设计，并对设计方案进行优 化，在设计中体现创新意识。是3.33M3目标3 ：能够针对具体的光学系统或器件开发或选用满足特定需求的Zemax等现代工具，模拟和预测 光学设计中的专业问题，并能够分析其局限性。是5. 34M4目标4 ：能够站在环境保护和可持续发展的角度去思考光学设计相关领域的工程实践的可持续性，评 价光学产品周期中可能对人类和环境造成的损害和隐患。是7.25M5目标5 ：能在多学科环境下，在光学系统设计开发解决方案的过程中，运用工程管理与经济决策方 法。是11. 3三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内 学时教学方式课外学时课外坏节1第一章实验1光学系统 设计概述主要内容：光学设计原则及步骤，最优化方法，初始结构，像 质评价与像差分析。Ml2实验2撰写实验 报告2第二章实验2 Zemax光 学设计软件主要内容：CODEV、Zemax等常用软件发展历史及应用现状，熟 悉Zemax光学设计软件界面及功能。M22实验2撰写实验 报告3第三章实验3经典折反 射面光学特性主要内容：折射，反射，透镜，平行平板，球面反射镜，参数 输入M34实验2撰写实验 报告4第四章实验4单透镜的 设计主要内容：利用Zemax光学设计软件进行单个透镜的设计，光 线特性曲线，光程差曲线，点列图。M34实验2撰写实验 报告5第五章实验5复合透镜 的设计主要内容：胶合透镜的设计，图层和视场曲率图，定义边缘厚 度解，定义视场角。M34实验2撰写实验 报告6ZrA- S -e7- 第八早实验6牛顿望远 镜的设计主要内容：牛顿望远镜设计，反射镜，圆锥常量，坐标中断， 三维图形，暗化。M34实验2撰写实验 报告7第七章实验7带有非球面 矫正器的施密特一 卡塞格林系统设计主要内容：施密特-卡塞格林系统的设计，多项式的非球面，遮 挡，孔径，求解，优化，图层，调制传递函数图。M44实验2撰写实验 报告8第八章实验8多重结构 配置的激光束扩大 器设计主要内容：激光光束，激光扩束器的设计，多重结构配置的性 能。M54实验2撰写实验 报告9第九章实验9折叠反射 镜面和坐标断点主要内容:更好地理解坐标断点，为倾斜和偏心系统设立的符号 约定，反射镜面的应用。M54实验2撰写实验 报告四、考核月式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1 .根据学习内容布置练习题目。2 .成绩采用白分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。20%2上机练习1 .本课程实践学时2周，教师课堂讲授及培训共为32个学时。其余时间为练习时间。2 .成绩采用百分制，根据实验完成情况评分。3 .考核学生对光学系统设计系统知识的应用能力，针对由几何光学元件和物理光学元件组成的典型光学系统问题，能够 根据用户需求确定设计目标，从技术角度优选解决方案获得有效结论。40%3课程设计.主要考核学生对典型光学系统设计理论和基本知识的掌握能力，学生综合运用所学光学设计知识分析问题、解决问题 的能力。40%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml平时作业60%A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确 c-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确 D-作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱2Ml课程设计40%A-利用Zemax等现代仿真工具建立研究对象的模型正确，系统功能满足要求，设计解决典型光学系统设计 制系统中控制问题的实验方案合理B-利用Zemax等现代仿真工具建立研究对象的模型正确，系统功能基本满足要求，设计解决典型光学系统 设计制系统中控制问题的实验方案基本合理C-利用Zemax等现代仿真工具建立研究对象的模型基本正确，系统功能基本满足要求，设计解决典型光学系统设计制系统中控制问题的实验方案基本合理1)-利用Zemax等现代仿真工具建立研究对象的模型不止确，系统功能不能满足要求，设计解决典型光学系 统设计制系统中控制问题的实验方案不合理3M2上机练习100%A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确C-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确D-作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱4M3平时作业60%A-独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确B-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确 c-独立思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确 D-作业抄袭，未能按时完成，作图不规范，解题思路混乱5M3课程设计40%A-利用Zcmax等现代仿真工具建立研究对象的模型正确，系统功能满足要求，设计解决典型光学系统设计 方案合理B-利用Zemax等现代仿真工具建立研究对象的模型正确，系统功能基本满足要求，设计解决典型光学系统 设计方案基本合理C-利用Zemax等现代仿真工具建立研究对象的模型基本正确，系统功能基本满足要求，设计解决典型光学 系统设计方案基本合理D-利用Zemax等现代仿真工具建立研究对象的模型不止确，系统功能不能满足要求，设计解决电典型光学 系统设计方案不合理6M4上机练习100%A-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，正确分析实 验数据，从技术角度优选解决方案获得有效结论B-实验过程中认真完成实验要求，得到正确的实验结果， 实验报告格式正确，步骤叙述比较清楚，正确分析实验数据，从技术角度优选解决方案获得比较有效的结 论c-实验过程中认真完成实验要求，不能得到正确的实验结果，实验报告格式正确，步骤叙述清楚，没有 正确分析实验数据，但是结合理论分析可以从技术角度优选解决方案获得有效的结论D-实验过程中不能完 成实验要求，不能得到正确的实验结果，不能从技术角度优选解决方案获得有效的结论7M5平时作业40%A-理论联系实际，圆满解决实际问题B-理论联系实际，较圆满解决实际问题C-理论联系实际，能够解决实 际问题D-理论联系实际较差，不能解决实际问题8M5课程设计60%A-能够很好使用工程管理和经济决策方法解决光学设计中问题B-能够较好使用工程管理和经济决策方法解决光学设计中问题 c-能够使用工程管理和经济决策方法解决光学设计中问题 D-不能够使用工程管理和经济决策方法解决光学设计中问题评分等级说明：六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书几何光学像差光学设计，李晓彤，浙江大学出版社，2003, ISBN:9787308122658.2图书|光学役计理论基础，王之江，科学出版社，1985, ISBN:/ TH740.2.3图书1几何光学和光学设计，王子余，浙江大学出版社，1989, ISBN:9787308019217.
