湖南文理学院物电学院实验报告

班级：              姓名：             指导教师：汪胜辉           成绩：

实验题目：实验一：单透镜的设计      实验时间：           实验地点：T2C302

设计任务：

设计一个焦距为80mm，相对孔径为1/4的单透镜系统，全视场2ω为8º，物距为无限远，在可见光下工作，自选一种玻璃，光阑设置在入射光线遇到的透镜的第一个光学表面。

设计过程：

第一步：输入系统参数——入瞳直径值

插入图

第二步：输入系统参数——视场

插入图

第三步：输入系统参数——波长范围

插入图

第四步：输入“透镜数据编辑”窗口的数据

插入图

第五步：查看外形轮廓图

插入图

第六步：打开“RAY”图形窗口查看像差情况

插入图

第七步：打开“FFT MTF”图形窗口查看像差情况

插入图

第八步：设定像质评价函数

插入图 ；绘制表 

第九步：设定参与优化的变量

插入图

第十步：输出优化后的系统参数

插入表，

第十一步：输出优化后的二维轮廓图

插入图

第十二步：输出优化后的“FFT MTF”图。

插入图

设计心得：

100字以上。

打印后左侧装订两个钉子。

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燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书

燕山大学

课 程 设 计 说 明 书

题目：1.单透镜的设计与优化

学院(系)∶

年级专业：

学 号：

学生姓名：

指导教师：

教师职称：

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燕 山 大 学 课 程 设 计 说 明 书 燕山大学课程设计（论文）任务书

院（系）： 基层教学单位：

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实验一ZEMAX界面的初步认识

实验目的：引领初学者认识ZEMAX的界面以及各个菜单、模块的功能，使其可以建立简单的光学系统模型并进行简单的分析，为其以后的实验打下基础。

实验内容：

1、ZEMAX的功用：

ZEMAX软件可以模拟并建立如反射、折射、衍射、分光、镀膜等光学系统模型，可以分析光学系统的成像质量，如各种几何像差、点列图、光学传递函数（MTF）、干涉和镀膜分析等。

此外，ZEMAX还提供优化功能来帮助设计者改善其设计，而公差容限分析功能可帮助设计者分析其设计在装配时所造成的光学特性误差。

2、ZEMAX提供的窗口类型：

主窗口：上方有标题框、菜单框、工具框。

编辑窗口：有六个不同的编辑选项，即镜头编辑、评价函数编辑、多重结构编辑、公差数据编辑以及附加数据编辑和非序列组件编辑。

图形窗口：用来显示图形数据，如系统图、光学扇形图、光学传递函数（MTF）曲线等。

文本窗口：用于显示文本数据，如指定数据、像差系数、计算数值等。

对话框：是一个弹出窗口，大小无法改变。用于改变选项和数据，如视场角、波长、孔径光阑以及面型等。

实验二单透镜的设计

实验目的：通过单透镜模型的建立，使其掌握光学系统模型建立的方法，并进行简单的分析。

实验内容：

1、设计要求：

设计一个F/4的镜片，焦距为100mm，工作波段为可见光，光学材料用BK7玻璃。

2、波长的输入方法：

选择“系统（System）”菜单下的“波长（Wavelengths）”，或者直接在快捷菜单中选择“Wav”。屏幕中间会弹出一个“波长数据（Wavelength Data）”对话框。ZEMAX中有许多这样的对话框，用来输入数据和提供你选择。选择“Select”，系统默认F、d、C三个谱线的波长，单位为微米。此时主波长“Primary”默认为第二条谱线。

3、孔径的输入方法：

选择“系统”中的“通常（General）”菜单项，或者直接单击快捷键“Gen”，在出现的“通常数据（General Data）”对话框中，单击“孔径值（Aper Value）”一格，输入一个值：25。注意孔径类型缺省时为“入瞳直径（Entrance Pupil  Diameter）”，也可选择其他类型的孔径设置。

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实验一 光学设计软件ZEMAX的安装和基本操作

一．  实验目的

学习ZEMAX软件的安装过程，熟悉ZEMAX软件界面的组成及基本使用方法。

二．  实验要求

a)         掌握ZEMAX软件的安装、启动与退出的方法。

b)        掌握ZEMAX软件的用户界面。

c)         掌握ZEMAX软件的基本使用方法。

d)        学会使用ZEMAX的帮助系统。

e)         学会使用ZEMAX初步仿真光路图。

三．  实验内容

（一） 界面及基本操作

1．通过桌面快捷图标或“开始—程序”菜单运行ZEMAX，熟悉ZEMAX的初始用户界面，如下图所示：

                                   图1.1  ZEMAX用户界面

2．浏览各个菜单项的内容，熟悉各常用功能、操作所在菜单，了解各常用菜单的作用。

3. 熟悉使用各个常用的快捷按钮。

4．学会从主菜单的编辑菜单下调出各种常见编辑窗口（镜头数据编辑、优化函数、多重数据结构）。

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实验注意事项：

1、携带必要文具、计算器、文字材料

2、根据清单核对仪器，请勿擅自动用其它工作台上物品

3、实验过程中如有仪器损坏，及时报告

4、得到实验结果，经检查签字后整理仪器

5、注意保持室内整洁、安静。实验仪器、桌椅放置整齐，经同意方可离开实验室

6、光学表面不能用手触摸、轻拿轻放

7、激光光源不可正对眼睛

实验要求：

1、根据所选课题，查阅参考资料，充分理解实验的理论依据和条件

2、了解实验室提供的仪器元件工作原理、性能特点、操作规程，确定实验方案，画出光路图

3、选择参数适当的仪器元件，进行理论计算

4、计划操作过程步骤，考虑操作过程中可能出现的情况及解决办法、注意事项，思考如何提高测量精度

5、实测实验进一步熟悉仪器元件构造、工作条件（水平、铅直、工作电压、光照等）、性能特点、操作规程，选择合理的操作程序，观察、分析、记录实验现象，测量记录数据（注意单位、估读）

6、尽快粗算数据，及时发现问题，必要时进行补测

7、合理处理数据，综合分析现象和数据结果

8、写出完整的实验报告

   包括：实验目标、原理方案（简要文字叙述、公式、光路图）、实验仪器（参数）、内容步骤（调节仪器到待测状态的过程、现象记录、出现的问题及解决）、数据列表、数据处理、实验结果、结果分析、实验总结（收获、体会、意见、建议）、列出参考资料目录（名称、作者、来源）

实验室提供的主要器材：

溴钨灯（白光）+电源、钠光灯（单色光）+电源+灯架、180mm氦氖激光器+电源+灯架

通用底座SZ-05（5）、升降调节座SZ-03、二维平移底座SZ-02（2）

透镜架SZ-08（2）、二维透镜架SZ-07（2）、双棱镜架SZ-41

带支座标尺SZ-33、微尺分划板（1/5、1/10）、毫米尺（30mm）

白屏、干版架SZ-18、45度玻璃架SZ-45、测微目镜+架

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建筑物理实验报告

建筑光学实验：

1.采光系数测量

2.教室亮度测量

      3.测定材料光反射系数

      4.测定材料光透射系数

小组成员：王林   2011301569

范俊文 2011303156         

       肖求波 2011301549

       沈杰   2011301544 

          指导教师：刘京华

                             西北工业大学力学与土木建筑学院

                                           20##年11月3日

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几何光学综合实验·实验报告

【实验仪器】

带有毛玻璃的白炽灯光源、物屏、1/10分划板、凸透镜2个、白屏、目镜、测微目镜、二维调整架2个、可变口径二维架、读数显微镜架、幻灯底片、干板架、滑座5个、导轨。

【实验内容（提纲）】

一、测量透镜焦距

1、自成像法测量凸透镜（标称f=190mm）的焦距。

   测3次。翻转透镜及物屏，再测3次。求平均。

2、两次成像法测量凸透镜（标称f=190mm）的焦距。

   测3次。

3、放大倍数法测量目镜焦距。 

   至少测5次，做直线拟合求焦距。

二、组装望远镜

用第一部分测量的凸透镜和目镜组装望远镜。调节透镜高低、方向以及水平位置，使能看清楚远处的标尺。画出光路图，标明元件参数。用照相法测量放大倍数。

三、组装显微镜、投影机：画出光路图，标明元件参数。

【注意事项】

1、光学元件使用时要轻拿轻放。

2、注意保持光学元件表面清洁，不要用手触摸，用完后放回防尘袋。

3、光源点亮一段时间后温度很高，不要触摸，以防烫伤。

4、本实验光学元件比较多，实验前后注意清点，不要搞混

【实验一·测量透镜焦距】

·自成像法

    把凸透镜放在十字光阑前面，是两者等高共轴。在凸透镜后放一平面反射镜，使通过透镜的光线反射回去。仔细调节透镜与物间的距离，直到在物面上得到十字叉丝的清晰像为止。这时物与透镜的距离即为透镜的焦距。用该方法测量透镜的焦距十分简便。光学实验中经常用这种方法调节出平行光。例如平行光管射出的平行光就是用此方法产生的。

·两次成像法

这种方法也称为共轭法或贝塞尔法

这种方法使用的测量器具与前面相同。其特点是物与屏的距离L保持一固定的值，且使。通过移动透镜，可在屏上得到两次清晰的像。如左图，透镜在位置得到放大的像；在位置得到缩小的像。由左图可知

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