第一篇：光学设计总结
1.什么是光学设计？
所谓光学系统设计，就是根据仪器所提出的使用要求，设计出光学系统的性能参数、外形尺寸和各光组的结构等。2.光学设计工作内容？
光学设计所要完成的工作包括光学系统设计和光学结构设计。3.光学设计各个阶段的主要内容？
（1）.根据仪器总体的技术要求，拟定光学系统的原理图，并初步计算系统的外形尺寸。称为“初步设计”或者“外形尺寸计算” ；（2）.根据初步设计的结果，确定每个透镜组的具体结构参数。称为 “像差设计”或称“光学设计”。
4.光学系统设计的一般过程和步骤？
一、光学系统设计的一般过程
1、制定合理的技术参数；
2、光学系统总体设计和布局；
3、光学部件（光组、镜头）的设计；
一般分为选型、确定初始结构参数、像差校正三个阶段。
（1）选型;
（2）初始结构的计算和选择；
A、解析法；
B、缩放法；
（3）像差校正、平衡与像质评价。
4、长光路的拼接与统算；
5、绘制光学系统图、部件图和光学零件图；
6、编写设计说明书；
7、必要时进行技术答辩。
二、光学设计的具体设计步骤
1、选择系统的类型；
2、分配元件的光焦度和间隔；
3、校正初级像差；
4、减小残余像差(高级像差)。
5.光学仪器对光学系统的性能和质量要求
一、光学系统的基本特性
二、系统的外形尺寸
三、成像质量
四、仪器的使用条件与环境
此外，在进行光学系统设计时，还要考虑它应具有良好的工艺性和经济性。
1.什么是孔径？什么是视场？
2.七种像差的基本概念、怎样表示、特点、初级像差描述形式、基本校正方法？ 像差：实际像与理想像之间的差异
（1）球差
概念：轴上点发出的同心光束经光学系统各个球面折射以后，不再是同心光束，其中与光轴成不同角度的光线交光轴于不同的位置上，相对于理想像点有不同的偏离，这种偏离称之为球差。
表示：
特点：
或
初级球差描述形式：
式中，称为初级球差系数(也称第一赛得和数)，为每个面上的初级球差分布系数。
危害：球差使得在高斯像面上得到的不是点像而是一个圆形弥散斑。
校正：鉴于正负透镜产生不同符号的球差，因此，欲获得一个消球差的系统，必须以正、负透镜适当组合才有可能，最简单的形式有双胶合光组和双分离光组。
球差是孔径的偶次方函数，因此，校正球差只能使某带的球差为零。
对于仅含初级和二级球差的光学系统，当对边缘光校正球差时，在h=0.707hm的带光具有最大的剩余球差。其值是边缘光高级球差的-1/4。
（2）彗差 概念：轴外物点发出的宽光束，经透镜成像后不再交于一点而是形成一种不对称的成彗星状的弥散斑。
表示：子午彗差
弧矢彗差
特点：由于彗差是轴外物点以宽光束成像时所产生的一种单色像差。
因此，它一方面随视场大小而变化；另一方面，对于同一视场，它又随孔径的 不同而变化。慧差的展开式为
第一项为初级彗差，第二项为孔径二级彗差、第三项为视场二级彗差
初级像差描述形式：初级子午彗差
初级弧矢彗差
危害：彗差使一点的像成为彗星状弥散斑，使能量分散，从而影响成像质量。校正：彗差能够通过移动光阑和有选择的增加透镜来消除
通过移动孔径光阑或选择增加透镜来控制彗差（3）像散 概念：轴外物点沿主光线的细光束锥中，子午面上的子午光束在主光线上的会聚点t '与弧矢面上的弧矢光束在主光线上的会聚点s '各处于主光线上的不同位置，这种现象称为像散现象，与像散现象产生相应的成像缺陷，就是像散。表示：细光束
宽光束
特点：像散是成像物点远离光轴时反映出来的一种像差，并且随着视场的增大而迅速增大。所以对大系统的轴外点，即使是以细光束成像，也会因此而不能清晰。
像散是以子午像点和弧矢像点之间的距离来描述的 初级像差描述形式： 危害：严重影响成像质量 校正：
（4）场曲
概念：子午像面和弧矢像面偏离于高斯像面的距离。表示：子午场曲
弧矢场曲
特点：细光束的场曲与孔径无关，只是视场的函数。初级像差描述形式：
危害：当有场曲时，在高斯像面上超出近轴区的像点都会变得模糊。校正：正负光焦度分离是校正匹兹伐和数的唯一有效的方法
（5）畸变
概念：在一对共轭平面上的垂轴放大率不为常数时 ,就会使物、像失去了相似性，这种成像缺陷即为畸变。表示：用线畸变表示：
在光学设计中，通常用相对畸变来表示：
特点：由畸变的定义可知，畸变是垂轴像差，它只改变轴外物点在理想像面上的成像位置，使像的形状产生失真，但不影响像的清晰度。
初级像差描述形式：
危害：使像的形状产生失真 校正：
（6）位置色差
概念：描述轴上点用两种色光成像的位置差异的色差 表示：
特点：位置色差仅与孔径有关，故其级数展开式仅与孔径的偶次方有关，当孔径（或）为零
时，色差不为零，故展开式中有常数项，初级像差描述形式：
危害：位置色差严重影响成像质量 校正：用不同的玻璃做成正透镜和负透镜，把它们组合在一起，就可以消除色差。实际光学
系统中所使用的透镜组，都是由正负透镜组合起来的。
光学系统是否消色差，取决于
是否为零。
（7）倍率色差
概念：两种色光有不同的放大率，对同一物体所成的像也就不同，这就是倍率色差。表示：
特点：
初级像差描述形式：
危害：倍率色差使物体像的边缘呈现颜色，影响成像清晰度 校正：
3.七种像差哪些仅与孔径有关、哪些仅与视场有关、哪些与孔径与视场都有关？ 仅与孔径有关：球差、位置色差、（正弦差）
仅与视场有关：像散、畸变、倍率色差、细光束的场曲 与孔径与视场都有关：彗差、宽光束的场曲 4.标注图中像差？
1.光学设计阶段像质评价的方法有哪些？小像差系统、大像差系统分别用什么来评价像质？ 像质评价的方法：瑞利判断、中心点亮度、分辨率、点列图法、光学传递函数、调制传递函数（MTF）
小像差系统：瑞利判断、中心点亮度、光学传递函数、基于衍射的方法：（点扩散函数、线
扩散函数）FFT
大像差系统：分辨率、点列图法、光学传递函数、基于几何的方法；（光程差曲线、像差曲
线）
2.在几何像差曲线中如何分析垂轴像差曲线？
3.什么是瑞利判断？怎样使用瑞利判断判断光学系统的光学性能？ 实际波面与参考球面波最大波像差小于λ/4时，此波面可看作是无缺陷的，此判断成为瑞利判断。
瑞利判断根据成像波面的变形程度来判断成像质量。
4.什么是点列图？怎样用它评价系统的成像质量？
由一点发出的许多光线经光学系统后，因像差使其与像面的交点不再集中于同一点，而形成了一个散布在一定范围的弥散图形，称为点列图。
怎样用点列图法评价成像质量时需要做大量光路计算，只有利用计算机完成； 它是一种形象直观的评价方法；应用于大像差的照相物镜等设计中；
5光学传递函数是什么？怎样用它评价系统的成像质量？曲线评价？积分评价？ 光学传递函数是一定空间频率下像的对比度与物的对比度之比。能反映不同空间频率、不同对比度的传递能力。一般来说，高频部分反映物体的细节传递情况，中频部分反映物体的层次传递情况，低频部分反映物体的轮廓传递情况。
利用光学传递函数评价光学系统的成像质量，是基于把物体看作是由各种频率的谱组成的，也就是把物体的光强分布展开成傅里叶级数或傅里叶积分的形式。
积分评价：
曲线评价：
1.外形尺寸计算的任务是什么？需确定哪些尺寸？
光学系统的外形尺寸计算要确定的结构内容包括系统的组成、各光组元的焦距、各光组元的相对位置和横向尺寸。外形尺寸计算基本要求：
第一，系统的孔径、视场、分辨率、出瞳直径和位置；
第二，几何尺寸，即光学系统的轴向和径向尺寸，整体结构的布局； 第三，成像质量、视场、孔径的权重。
2.什么是缩放？怎样根据缩放确定光学系统的初始结构？步骤是什么？ 缩放：等比例的放大或缩小。
1、物镜选型
2、缩放焦距
3、更换玻璃
4、估算高级象差
5、检查边界条件
1.望远系统原理？光学性能参数？
望远系统一般由物镜、目镜和棱镜（或透镜）转像系统构成。其特点是物镜的像方焦点与目镜的物方焦点重合，光学间隔为0，因此平行光射入望远系统后，仍以平行光射出。
2.望远物镜的光学性能参数有哪些？有什么特点？像差有什么特点？怎样去评价？
特点：相对孔径不大、视场较小
由于望远物镜视场较小，因此，通常只校正球差、彗差和轴向色差。
1、在有棱镜情况下，物镜和棱镜像差相互补偿。在棱镜中的反射面不产生像差，棱镜的像差等于展开以后的玻璃平板的像差，与位置无关，因此不论物镜光路中有几块棱镜，不论它的位置不同，只要材料相同，都可以合成一块玻璃平板计算像差。
2、目镜中有剩有少量剩余球差和轴向色差，需要物镜来补偿。
3、在系统有分划镜，目镜和物镜应当尽可能分别消像差。用光学传递函数（MTF）评价成像质量。
1.显微系统工作原理及光学性能指标？怎样评价光学性能？
2.显微物镜光学性能参数有哪些？有什么特点？怎样选择它的初始结构？像差有哪些特点？用什么方法评价它的成像质量？ 选用和设计时，考虑的光学特性中最重要的是放大率（β），数值孔径（NA）和线视场（y，y'）。
特点：短焦距，大孔径，小视场
用于显微镜观察时，一般选用消色差物镜或复消色差物镜；用于显微摄影时，一般选用平场消色差物镜，使显微摄像像面上获得全视场清晰的像。
设计显微物镜主要校正轴上点的像差和小视场的像差：球差，轴向色差 和正弦，但对较高倍率的显微镜,由于数值孔径加大,除了校正这三种像差的边缘像差之外，还必须同时校正它们的孔径高级像差，如孔径高级球差 , 色球差，高级正弦差。用光学传递函数（MTF）评价成像质量。1.目镜的工作原理？光学性能指标？ 目镜是目视光学系统的重要组成部分。被观察的物体通过望远物镜和显微物镜成像在目镜的物方焦平面处，经目镜放大后将其成像在无穷远，供人眼观察。
2.目镜光学性能参数有哪些？有什么特点？怎样选择它的初始结构？像差有哪些特点？用什么方法评价它的成像质量？
目镜光学特性的参数主要有焦距、像方视场角、工作距离、镜目距 特点：短焦距、大视场、相对孔径较小
目镜的像差校正以轴外像差为主。在目镜设计中，主要校正像散，垂轴色差和彗差这三种像差。因为彗差不会太大，因此，目镜的设计中最重要的是校正像散，垂轴色差这两种像差。在目镜中一般不校正场曲，在广角目镜中只是设法使场曲减小些。在设计望远目镜时，需要考虑它与物镜之间的像差补偿关系。用光学传递函数（MTF）评价成像质量。
1.照相物镜工作原理？光学性能参数？用什么方法评价它的成像质量？ 照相物镜的特点是以感光底片作为接收器，它的作用是把外景成像在感光底片上，是底片曝光产生影像。
照相物镜的光学特性一般用焦距、相对孔径
、视场角
表示。用光学传递函数（MTF）评价成像质量。2.三片式、四片式、双高斯物镜的特点
第二篇：光学历年总结
北京大学工学院光学试题2013年04月07日 23:03:44
我把所有能收集到的题目就乱乱的都贴在一起了~ 版本1：
1.写出惠更斯-菲涅尔原理的内容及基尔霍夫衍射积分公式
2.写出光栅的结构因子和单元因子。与投射式光栅相比，反射式闪耀光栅的优点是： 3.写出Abbe干涉成像原理的内容及其意义
4.泽尼克相衬显微镜（1）研究对象是什么（2）用4f系统和矢量图解法画出工作原理（Ps：这个是他上课讲了但是书上和ppt上都没有的东西……）（3）写出步骤（4）能否将 零级谱光强完全去除，为什么？
5.波带片如图所示（只露出第2、4条半波带）：（1）写出各焦点的位置（2）为何会有 多个焦点？（3）用螺旋式曲线求主焦点和左侧第一次焦点的光强（4）为何对于圆孔在轴 线上会有亮暗分布，而圆屏则轴线上各点均是亮点？
6.Apple公司新出的Iphone4，分辨率为326像素/英寸（25.4mm），据负责人Steven说已超过了人眼的分辨率，请问是否事实如此。人眼的极限分辨率是多少？瞳孔直径2~8mm，接受的波长范围400~750nm（Ps：可能具体数字不准确……）。将该Iphone4放到多远处可看清每个像素？
7.用波长为λ的平行光和球面光全息照相得到余弦光栅底片，其透过率函数为t(x,y)=t 0 + t1*cosk(x^2+y^2)/2Z.现用与水平面夹角为θ向右下入射的波长为2λ的平行光照射 该余弦光栅，问衍射场的组成及特点。
8.写出透镜的空间极限频率与仪器分辨本领的关系，物放在焦面F处。
9.一台光栅光谱仪，两个凹面镜的焦距均为30cm，接收用CCD宽度为2cm，分2000个像素。接收的波长范围是650~750nm，问光栅应如何选取？若入射光的宽度为1cm，应怎样选择透镜以符合其分辨率？
10.根据惠更斯原理，画出平行光正入射到负晶体上，晶体内和晶体外的o光e光传播方向、偏振方向和波前。光轴方向为与水平面夹角α。
11.两偏振片垂直放置，中间放有光程差（n0-ne）d=λ/2的晶片，初始时光轴平行第一 个偏振片放置，然后晶片以ωt的角速度旋转。I0的自然光垂直入射到第一个偏振片上，求I1（透过第一个偏振片的光）I2（透过晶片的光）及I3（透过第二个偏振片的光）。
版本2：
期中也是，考了好多概念和应用的题，不难不复杂，但是要是原理不清，很可能想不清楚 做不对（比如本人……）
Ps：光学本身很妙，但是上wsf的光学，一定随着他讲课的进度及时自学，否则到考试前 再自学恐怕内容太多来不及……ppt和蓝皮书结合看还是不错的。别的不说啥了，大家懂 得，想选光学的学弟学妹们先去试听一节再说。好自为之……
版本3： 填空题： 简述惠更斯原理 两束光相干的三个条件 两种干涉装置及举例 傍轴条件和远场条件
解答题
1、画出迈克尔孙星体干涉仪的简图，说明其巧妙性。
2、近视眼能不能看清等倾条纹？能不能看清等厚条纹？
3、已知波长，求光频率（这个比较简单……）
4、一个凸透镜在中间，左右是两个焦面。左焦面上有OQ两点源，O在光轴上，Q在光轴上方a处。写出两点波前函数（透镜前和透镜后，一共4个）和右焦面接受屏上的干涉条纹形状、间距。
5、凸透镜劈两半的那个干涉装置。画出干涉区域，求两像点连线中垂面接受屏上的干涉条纹形状、零级亮斑位置。
6、（比较怪诞的题）迈氏干涉仪装置的变型。但是n和h都是T的函数。已知dn/dT和dh/dT，还有初始时的n、h、λ，吞吐了80个条纹，求最后的温度。（主要是计算怪异……据说是270多度？）
7、杨氏干涉装置中光源宽度的问题。求极限宽度、极限缝距（和前面一问条件不同）和在第二问条件下缝距变为1/3时的衬比度。
8、已知相关数据，求迈氏干涉仪的测长精度、量程、讯号频率。
9、（书上习题的翻版）工件上有条沟，已知等厚干涉图样、条纹间距和条纹偏离距离，求沟深。
版本4：（送分题部分）
光场时间相干性和空间相干性的反比公式 惠更斯-菲涅尔原理的表述、做图、积分式 阿贝成像原理的表述、意义
四种光波的成分分析（一种平面，两种球面，一种球面加平面）费马定律的表述 用费马定律推导折射定律
（大题部分）
1、类似于对切透镜，但是只有上半部分。即平行光照射，一个凸透镜的上半部分在光轴 上，远处在3F处有个屏，求干涉条纹和一些性质。
2、等厚干涉检验验规是否等高、平整。和红书上那题类似。
3、已知电视机对角线长度，长宽比，分辨率，人眼直径，光波长，求在多远距离之外看电视比较合适。
4、全息图。把一平面波和一球面波（波长相等）的波前记录下来作为衍射光栅，用另一种波长是前两波一半的球面波去重现，求重现波。
5、衍射重复单元。结构单元是单缝，间距分别为a、2a、a、2a、……求衍射场。
6、平行光照射透射光栅。具体不记得了。但就是关于光栅性质的简单计算。（结果我还 是算错了……ft）
7、两个相同的余弦光栅垂直叠加。求频谱面上出现几个谱斑。然后是滤波：只需要cos（2πf（x+y））成分，画图说明怎么滤掉。
8、偏振片干涉。没做完，不说了。
版本5：
1.岸上一个信号发射器，发出电磁波，水面船上一个信号接收器。已知两者高度，电磁波波长。在一个距离D接收器收到加强信号，在D-80米处又收到。求D以及下一次收到加强信号的位置。
2.和现代光学基础4.18题类似。
版本6：
1、惠更斯-菲涅尔原理的内容、积分式与图示说明，并利用积分式说明为什么太阳看起 来是均匀发光的圆盘
2、阿贝成像原理的内容与意义
3、反射闪耀光栅相比投射光栅的优点
4、相衬显微镜的原理
5、布儒斯特角相关，说明对于平行玻璃板，上表面反射光为线偏振光时，下表面反射 光的偏振状态
6、布拉格衍射相关，说明寻找晶体衍射斑的方法及原因；以及微波衍射中，给定波长 时设计合适的晶面间距使得观察效果较好---------概念与计算的分割线-----------------
7、给定星体角间距，求望远镜的最小口径及对应的放大倍数
8、全息图相关，给定物光、参考光、与成像时的入射光，求屏函数与出射场的成分
9、单缝衍射中，将下半部分以折射率为n，厚度为d的啥（名字不记得了）覆盖，（其 实就是增加(n-1)d的光程），求新的衍射场，并在给定缝宽a与(n-1)d的条件下画出光强 分布图
10、透射光栅相关，给条件求光栅常数d、缝宽a、总长度D并说明衍射场情况11、4f系统相关，求正交密接的全同余弦光栅在频谱面上的光斑形状，并设计滤波器使 得像场与cos(2πf(x+y))成正比。
12、利用四分之一波晶片，求自然光与圆偏振光的混合光中两者的比例
13、偏振光相关，叫欧啥棱镜（名字又不记得了），画光路图并计算出射光夹角，类似 小红本习题指导3-14题，但光轴方向不同
第三篇：光学实验总结
2011年第一学期光学实验心得体会
生命科学学院
09级生科3班
余振洋
200900140156 2011/6/1
这个学期即将过去，而光学实验也已经全部结束了。老实说，虽然我是一名学习生物科学的理科生，但这却是我第一次正真意义上的接触到各种光学仪器，第一次深入了解不同的光学原理。因此在实验过程中，当每一次面对不同的仪器和不同的方法时，都需要一个了解和熟悉的过程，这也使得实验的过程显得不是那么的顺利，但总体来说还算平稳，自己也从中收获了很多。
在这个学期中，我跟随着四位不同的老师，学习和体验了六个不同的光学实验，分别是：应用最小偏向角法测定三棱镜的折射率；单色仪的调节与定标；偏振光的产生、检验及强度测定；小型旋光仪的结构、原理及使用；测量牛顿环直径并计算曲率半径；利用双棱镜干涉法测He—Ne激光波长。每做完一个实验，第一感想都是相同的：其实实验本身很简单，只要能够对实验原理有细致深入的了解，在过程中足够细心，很多之前出现过的问题和状况是完全可以避免的。
与此同时，对于我们所使用的这本《实验光学》教材，它在内容的编排上也有其独到之处。与以往的实验指导教材不同，它并不是将每次实验所涉及的实验目的、原理、实验仪器的操作、实验步骤堆在一起列举出来，而是首先将所有的实验原理、实验仪器的操作列举在了书的前面，而将从中发散思维而设计的实验的简洁的实验内容与之分开罗列。这样一来，在进行实验预习的时候就需要自己查阅课本及相关资料，再将它们串联起来。这个过程中就需要对本次实验所涉及的相关内容进行查询，了解设计实验的背景及相关资料，从而更好的认识到这次实验的目的及原理所在，学习前辈学者设计实验的思路及科学的思考问题和解决问题的方法，并且对其进行思考，从而有所发现，加深了对科学实验重要性的了解，明确了物理实验课程的地位，作用和任务。
在试验操作过程中，也培养了自己的动手能力，将学到的实验理论知识应用到实践能力，提高了将实验理论和实际的实验过程相结合的能力，对以后的实验操作及理论知识的学习打下了坚实的基础，有很大的促进作用。
在对实验结果分析的过程中，掌握了测量误差的基本知识，学会了正确处理实验数据的能力。这之中包括：测量误差的基本概念，直接测量量的不确定度计算，间接测量量的不确定度计算以及处理实验数据的一些重要方法。锻炼了分析问题及解决问题的综合能力，从实验过程所遇到的困难中，分析问题的症结所在，并从以往所学到的知识原理中寻找解决措施，从失败的实验结果中分析原因并找出解决方法，从成功的实验结果中分析成功的的关键所在，总结经验，以便下次实验的成功。
下面再对光学实验提出一点建议： 1． 关于实验仪器：
在整个的实验过程中，我想所有的同学包括老师们都知道，有些仪器在操作上并不是那么的准确，甚至是有问题的。而我们学生在使用时，事先并不知情，往往是做到第一组数据出来后或者已经进行到一半了才发现仪器的问题，这样不仅浪费了时间，也有可能打击同学们的积极性。不管是仪器老化还是维护技术的问题，我希望老师们能定时地做一次仪器检测，能调整的尽量调整，不能调整的，就在旁边做一个标注，说明这台仪器有问题，建议同学不要使用。
2.关于老师的教学方式：
我在一个学期的时间里接触到了四位老师，也体验到了不同的教学方式。但这之中，我觉得能带给我们更多启发的是教我们“应用最小偏向角测定三棱镜的折射率”的那位老师（不好意思，由于只接触了一次，我没能记住他的名字）。这位老师在讲解实验原理时，会把我们叫到一块儿，然后根据黑板上的图示，挨个提问我们。在我们说出自己对实验原理的理解后，老师会在此基础上进行正确的讲解并补充相应的细节。这一整个环节后，大家对实验原理就有了透彻的理解，也为接下来实验过程的顺利进行打好了基础。而虽然其他几位老师也都将实验原理及操作方法讲的很仔细，但毕竟只是单方向的输入，而且同时也不能排除有些同学压根就没预习，即使老师讲了以后也没搞懂，最后单纯只是依样画葫芦凑出实验数据了事，我想这样纯粹是浪费时间。而且我们组的成员都觉得，在那位老师和我们一起熟悉了实验原理后，各自都或多或少获得了一些启发性的东西，这样的话，该实验的意义便提高了一个层次了。3.关于实验报告：
每次做完实验，我们都会写一份实验报告，并在最后附上实验数据和针对数据的分析以及讨论。但是我们并不知道我们所回答的课后习题是否正确，而且也不知道我们所总结的实验收获是否完整，也无法了解其余同学的总结。所以希望老师们能在每次实验后将批改完的报告发给我们，以便我们进行自我修正，并提高自己的报告水平。有必要的话，还可以适当进行讲解，加深对实验的认识。4．关于实验内容：
由于时间有限，而实验的内容又很多，所以每个同学每学期只被安排做6个实验，所以很多好的、经典的物理光学实验，我们都没有机会去做，不免让人感到遗憾。比如说全息照相，当我听那些做过的同学讲其中的奥妙和乐趣时，心里那个羡慕啊。但是好像我们在大学阶段就再也无法接触到光学实验了，所以真的很遗憾。对于这点，我也没有很好的办法，毕竟我们不是本专业的学生，所以只能在这儿发一下小感慨了。
总之，我在基础光学实验中，学到了许许多多的东西，我在今后的学习生活中，一定会把它们用上的。最后，再一次对给予我们细致认真讲解和启发性指导的老师表达诚挚的谢意。
第四篇：LED光学设计心得
LED光学设计心得
光学设计首先是对LED有一定的了解
先说CREE吧，CREE比较常用的LED：XPE，XPE-hew，XPG，XPG-2，XTE，XBD，XML，XML-EZW，XML-HVW，MTG，CXA系列和ML系列，还有以前的那种MX6，MX3，MX3应该是已经停产了，CREE的LED总体上还是很不错的，除了XPE-HEW，XTE，XBD-ww，MX3和MX6这几款容易出黄圈外(MX3和MX6中心容易出蓝斑，下面就不讲MX3了，后面会告诉大家怎么去掉TIR透镜的黄斑，不需要那么麻烦去模拟荧光粉的)，其它的光源都是比较好设计的，这些光源中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点位置在LED基座的底部，XPG-2的光源文件的原点位置在LED发光面下面0.2mm的位置处，CXA系列的原点在光源板子的表面，所以在导入光源文件的时候原点位置是需要注意的。
现在CREE用的比较多的应该是XPG，XPG-2，XTE，XBD。CXA系列用的还是很少，我们就说说XTE，XBD和XPG-2吧，这是CREE去年推出来的(没记错的话，应该是去年)，我用XTE做过多款路灯，都是边缘发黄，这个我还想到有什么办法解决！XBD设计过单颗透镜，MR16等，XBD-CW加轻微的磨砂是可以没有黄斑的，但是ww这款磨砂就要加重一点，用蜂窝改善也是可以的，且XBD的冷白和暖白测同一个透镜，角度是不一样的，设计时一定要确定用什么色温范围(其实
在TIR设计时注意一下结构，是可以用轻微磨砂就能完全去掉黄斑)，XPG-2这款光源和XPG一样，做TIR的透镜是可以不用加磨砂的，光斑没有黄斑，且光通量在1.5A时，光通量可以在400lm以上(R3，R4，R5)，XTE和XPG-2这两款在光通量是很接近的，且它们的光通量的测试数据是在结温85°C时测的，现在的所有的4040尺寸一下的LED，就LUXEON-T(3737的尺寸)是可以和他们竞争的。
(以上都是我个人对CREE LED的看法，可能有不正确的地方或者漏掉的地方，欢迎大家指出来)
下面说说lumileds，流明的LED型号太多，我主要用过的有：rebel，rebel-es，Luxeon-Z，luxeon-A,luxeon-M其余的像LUXEON-H，luxeon-T等等这些基本没用到过，我相信很多光学设计师都个我一样，用的流明LED最多的型号就是rebel 和rebel-es，流明的LED光源文件原点的位置是不用移动的(我用的是TP)，且rebel-es主要是和XPG竞争的，两者的光通量基本一样，做的透镜也没有黄圈，但是流明的光源规格书中一般没有1.5A的数据，CREE都是有的。rebel和rebel-es都是很好设计的光源，就像CREE的XPE和XPG(以上都是我个人对lumileds的看法，可能有不正确的地方或者漏掉的地方，欢迎大家指出来)
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 这个
用的最多，在没有CR7P，CQ7P的光源文件时，是可以用CP7P的光源文件设计的，结果基本上是一样的，OSLON150也是这样。osram的CP7P，CPDP，CQAR这三个光源的光源文件模拟时都是需要移动的(TP)。用TP设计的人都知道，7p和DP模拟时，显示出的光斑是不对称的(我说的是镜面)，osram的80°和150°不怎么好设计配光，配光曲线老是不对称，这个其实不用去太在意，这是光源文件的问题，模拟时表面加个蜂窝就可以了，当然你也可以在TP里面设置磨砂，然后透镜表面附一个磨砂属性。我用CP7P和CPDP设计过路灯，par灯，MR16，还用背光用的那种透镜等等，没有黄圈，光面也是没有黄圈。
osram去年推出的CQAR，光通量比不上XPG-2和luxoen-T，且做路灯的话，黄圈很重，TIE的透镜表面也需要加磨砂才能改善，光源文件的原点位置也是需要移动的(以上都是我个人对osram的看法，可能有不正确的地方或者漏掉的地方，欢迎大家指出来)
下面就说日亚的光源吧： 日亚有183-6L，183-3L，219,119,757,153，这些都是用的较多的，当然还有cob封装的，cob封装的以后一起说，183这两款和CREE的MX6，MX3很想，当然配上同一个透镜的角度是不一样的，但是光斑的边缘发黄，小角度中心发蓝都是有的，且这两种光源的光源文件的位置都是一样的，都在LED基座的底部，所以用的时候要移动光源文件，不过现在基本上不见用183这两款光源了。219和119这两款光源是一样的，只是封装上有区
别(这是日亚的人说的)，但是219中的有一款和其他的219是不一样的，我忘了是哪一个了。下面就直说119了，119这个光源我在几年设计中遇到的不是很多，但是每次的效果都是不错的，加点磨砂一点问题都没有。现在比较火的是757这个，TIR透镜上用到，球泡灯上用到，主要是性价比不错，但是黄圈重，tir的灯杯上，加磨砂光斑都很难做均匀，但是我以前帮客户做了一个，DUV是在0.006以下的，cd值和效率也都满足客户的要求，主要还是透镜结构要做注意，要知道LED黄圈是由透镜的哪个部分引起的，不要去模拟荧光粉，我以前也用模拟荧光粉的方法去处理黄圈，但是都不对，可能是我的模拟荧光粉的方法不对吧!
我这几年的设计中遇到最多的光源就是上面的这些，当然还有CITIZEN的cob封装的LED，sharp的，三星的，还有国产的我下面就说一下怎么把黄圈去掉，其实是很简单的，只要把透镜火山口里面的平凸做平了，表面加磨砂或者珠面就可以了，大家以后设计时可以试一下，但是这样做不好的地方就是透镜的cd值会比火山口做平凸的要低，有可能不能满足客户要求，那这时就要把透镜的角度做客户允许角度范围的下线，这样也是可以的，就是透镜的容差也做大了。
下面在说下所有cob封装的LED吧，这个说完就说路灯，现在做cob封装用的越来越多，想citizen的CLL010-020-030-040-0505,还有234等等，还有sharp的GW5D这些，太多了，记不住啊!特别是sharp的和NICHIA的cobLED，下载的光源文件是RS8的，TP用不了，那么这个时候怎么办，我不了解别人是怎么做的，但是我遇到过很多都是说自己建光源文件，是不是LED有多少个芯片就建多少个朗博体，在加上个荧光粉，设置不同的波长，或者有些人直接把整个发光面建朗博体，在或者就是用TP7.0以上的版本，根据配光建一个光源，然后附在一定大小的平面上，我想告诉大家，这样做肯定不行的，只要LED的尺寸超过5050的，自己建的光源做透镜的误差会很大，其实是很简单的，打个比方吧，如果你有MX6的光源文件，没有日亚183-6L的光源文件，那么你就可以用MX6代替日亚183-3L来做，然后透镜表面加磨砂来微调一下角度。我想告诉大家的就是，cob的发光面越大的，这种替换的角度会越准确，就算客户要求的LED的发光面是10mm，而你已有的光源的光源文件是9mm，这样都是可以直接替换来做的，这样的唯一要求：透镜的表面一定要磨砂，因为珠面微调的成本太贵
第五篇：2012级光学设计题DOC
2012级光学设计性实验题目
设计性选题说明
光学实验最后一部分是设计性实验。以下就题目的选择、实验的进行说明如下：
1、从下列题目中每个学生任选一个实验题目，每题人数给定。6月6日（周五）下午1：30至4：00提交实验方案，经指导教师审阅批准后开始进行实验，没有提交实验方案或实验方案不合格的学生不允许进行设计性实验。戴瑞：光学一室； 陆子凤：光学二室 ； 李金环：光学三室； 张瑛：光学准备室。
2、实验分成四个组，1组周一（6月9号）、2组周二（6月10号）、3组周三（6月11号）、4组周五（6月13号）。下午12:30---17:30；
3、制定方案时，要发挥独创精神，根据题目要求选择适当的实验方法、仪器（精度、型号）、安排适当的实验步骤及注意事项。方案必须认真手写到实验报告上，不得抄袭；
4、进行实验时，要注意分析实验数据，并与预期结果进行比较，分析实验中的问题，适当地改进实验方案，使实验获得比较理想的结果；
5、实验误差分析结果的评价以及对实验的进一步的探讨，是设计性实验的重要内容；
6、实验后写出完整的实验报告；
7、计性实验的心得体会要实事求是的写，要有重点并具体的议论一、二个问题，防止空谈，特别希望提出具体的改进意见和对教师的期望。
8、实验前提出需要仪器及材料的详细计划，实验室提供现有的仪器设备供同学选用，如有特殊仪器使用要求，需要提前向老师说明。注意爱护和保管好仪器，如有损坏或丢失要及时报告老师处理；
9、设计性实验主要参考书：光学教程 姚启钧著；普通物理实验（光学）杨述武；
9、实验题目J1－J10由李金环老师指导，L1－L7由陆子凤老师指导，Z1－Z8由张瑛老师指导；D1—D2由戴瑞老师指导。
10、时间要求：请选好题目，每人1题，并于5月28（周三）日下午由各班负责人将选题名单上交给张瑛老师。
J李金环老师的设计实验题目
（J实验一 to J实验八）（13人）
J实验一 光盘性质研究（1人）
目的：
（一）了解光盘CD，VCD，DVD的构成及光学性质；
（二）学会解释出现的光学现象； 要求：
（一）设计实验方案，推导出实验的原理和公式，画出光路图；
（二）使用多种方法进行测量；
（三）光盘的刻线走向及刻线密度。提示：
（一）利用光的衍射特性； 问题：
（一）将研究的结果进行比较。
J实验二 光谱分析及柯西色散公式研究（1人）
目的：
（一）研究光谱分析的基本方法；
（二）进一步研究棱镜色散曲线；
（三）研究正常色散曲线—柯西公式。要求：
（一）设计实验方案，推导出实验的原理和公式，画出光路图；
（二）分析不同玻璃棱镜的色散曲线，确定实验室使用棱镜的制作材料；
（三）用计算机进行数据及图形处理； 提示：
（一）可利用最小偏向角；
（二）选择不同光源进行比较分析。
J实验三 空间滤波对光栅性质的探讨（2人）
目的：
（一）掌握制作光栅的方法；
（二）探讨光栅不同频率衍射光的性质；
（三）了解空间滤波的原理。要求：
（一）自己设计实验方案，画出光路图；
（二）推导出双光束干涉的公式；
（三）推导出正弦光栅的衍射方程；
（四）讨论光强对条纹对比度的影响。提示：
（一）利用干涉和衍射；
（二）空间滤波。问题：
（一）怎样得到对比度好的条纹？
J实验四 定域与非定域干涉的研究（1人）
目的：
（一）进一步了解干涉的原理；
（二）定域干涉与非定域干涉的形成；
（三）掌握迈克尔逊干涉仪的调节和使用。要求：
（一）设计实验方案，推导出实验的原理和公式，画出光路图。提示：
（一）光的干涉； 问题：
（一）什么是定域干涉，非定域干涉，两者的本质区别；
（二）用非定域干涉测量光源的波长。
J实验五 光源相干长度的测量（1人）
目的：
（一）进一步了解相干长度的概念；
（二）研究不同光源相干性；
（三）掌握迈克尔逊干涉仪的调节和使用。要求：
（一）设计实验方案，推导出实验的原理和公式，画出光路图。
（二）测量不同光源的相干长度（白光，钠灯，汞灯中的某个波长）提示：
（一）光的干涉；
（二）定域干涉或者非定域干涉均可。
问题：
（一）什么是相干长度；
（二）不同光源的相干长度。
J实验六 光学系统像差研究（2人）
目的：
（一）进一步了解像差理论，对各种像差作定量和定性的研究； 要求：
（一）设计实验方案，推导出实验的原理和公式，画出光路图；
（二）测量出球差，像散；
（三）观察场曲和畸变；
（四）测量色差；
（五）画出观察到的像差图形。提示：
（一）可以用朗契光栅考察各种像差。问题：
（一）分析各种像差的来源及解决办法。
J实验七 不同方法测量钠双线的波长间隔（1人）
目的：
（一）测钠灯光源中双线的波长间隔；
（二）深入理解干涉原理 要求：
（一）熟练调节和使用迈克尔逊干涉仪
（二）熟练调节和使用法布里-珀罗干涉仪 问题：
（一）如何迅速正确地在迈克尔逊干涉仪上调出白光的干涉条纹？
（二）如何确定两束光等光程？
J实验八 用光学扫描法测量金属杆直径（1人）
目的：
（一）用不同的方法测量金属杆的直径；
（二）用激光扫描测量金属杆直径 要求：
（一）几何阴影是如何确定的；
（一）试分析光线经过金属杆表面是怎样传播的。
（二）如何得到测量金属杆较好的实验效果？
提示：
单边衍射原理
J实验九 莫尔条纹原理及应用(1人)目的：
（一）了解莫尔条纹的原理；
（二）了解莫尔条纹的应用及光栅传感器的原理；
（三）用莫尔条纹测量微小偏角 要求：
设计实验方案，推导出实验的原理和公式，画出光路图。
J实验十 生活中的偏振光及检测(1人)
目的：
（一）掌握光的偏振原理；
（二）检测生活中的偏振光；
（三）了解偏振光的应用。要求：
设计实验方案，推导出实验的原理和公式，画出光路图。
J实验十一 双光栅衍射成像研究(1人)
目的：
（一）掌握光栅的衍射原理；
（二）应用光栅衍射成像 要求：
设计实验方案，推导出实验的原理和公式，画出光路图。
L陆子凤老师的设计实验题目
（L实验一to L实验七）（12人）
L实验一 ：自组望远镜和显微镜（2人）
目的：
（一）了解望远镜和显微镜的基本原理与结构；
（二）学习组装望远镜和显微镜，掌握他们的使用方法；
（三）了解助视仪器的视角放大率和测量方法； 要求：
（一）根据望远镜（显微镜）的基本原理与结构，确定光学元件的具体参数（如焦距大小）；
（二）设计方案，搭建一个望远镜（显微镜）实验光路，绘出其光路图
（三）组装不同视角放大率的显微镜，并利用比较法，以微小物体例如（微尺）为物，验证显微镜的放大率；分别用比较法和工时法测量组装望远镜的视角放大率 提示：
望远镜是物镜的像方焦点与目镜的物方焦点重合的光学系统。详见《光学教程》姚启钧，高教出版社。组装显微镜前，一定想好显微镜的放大率如何确定计算，通过放大率的计算确定筒长。
L实验二：用迈克尔逊干涉仪测白光光源的相干长度和薄玻璃片的折射率（2人）
目的：
（一）利用迈克尔逊干涉仪测白光光源的相干长度和薄玻璃片的折射率
（二）深入理解等倾和等厚干涉原理 要求：
（一）熟练调节和使用迈克尔逊干涉仪
（二）掌握测定玻璃折射率的原理和方法 问题：
（一）如何迅速正确地在迈克尔逊干涉仪上调出白光的干涉条纹？
（二）如何确定两束光等光程？
L实验三： 偏振光特性的研究（时间剩余要求自制色偏振仪）（1人）
目的：
（一）学习用光电转换的方法测定相对光强, 验证马吕斯定律。
（二）研究1/4波片的光学特性
（三）研究半导体激光器的偏振特性（测出其偏振度）
（四）研究物质的旋光特性
（五）观察石英晶体的旋光特性和测量旋光度
（六）观察旋光色散，并解释现象 要求：
（一）掌握各种偏振光的特性。
（二）学会辨别各种偏振光。
（三）了解偏振光干涉和双折射现象。提示：
用偏振光干涉原理解释双折射现象。用白光做光源，在两个正交偏振片之间插入一块双折射物质，从检偏器一端迎光看去，可以看到偏振光干涉产生的颜色，用观察到的现象来解释双折射现象。问题：
（一）什么是互补色？
（二）用偏振光理论来解释实验中的互补色现象。
L实验四
编码片的摄制及空间虑波实验研究（2人）
目的：
（一）学会用干涉原理制作调制光栅图片。
（二）了解空间虑波，空间频谱等基本概念，基本知识。要求：
（一）设计实验方案，拟定实验方法和步骤，摄制正交光栅及调制光栅图片。
（二）设计空间滤波实验装置，画出光路图，调节光路，观察调制光栅图片以过滤波后所成象的变化情况并加以解释。
提示：
掌握光学傅立叶变换，用阿贝二次成像原理解释试验中遇到的现象。了解各种滤波器对图像质量的影响 问题：
（一）在调制中物面上没有光栅的地方原来都是透明的但像面上相应部位却是暗黑的，为什么
（二）钠光或白光进行阿贝实验有何困难，实验光路应怎样变动
L实验五：双棱镜干涉的深入研究（2人）
目的：
（一）进一步掌握双棱镜的干涉原理及调节方法；
（二）测定两虚光源之间的距离与狭缝-双棱镜间距之间的关系。要求：
（一）实验测量双棱镜的楔角，并比较角度不同干涉现象的差异；
（二）用多种方法测量两虚光源之间的距离，并比较优缺点；
（三）测定两虚光源之间的距离与狭缝-双棱镜间距之间的关系曲线；
（四）利用双棱镜干涉观察He-Ne激光的干涉条纹，并测量氦氖光的波长； 提示：
如何调节氦氖光的干涉条纹，以及如何测量其波长，请自性参考《物理实验》2007年，27卷，第7期34-35页！
L实验六：一步彩虹全息（2人）
目的：
（一）了解白光再现全息照相的基本原理，学习拍摄一步彩虹全息图和观察再现图像的方法
（二）了解一步彩虹全息图与普通全息图有何区别和联系 要求：
（1）一步彩虹全息图的记录和再现景象的基本原理。
（2）拍摄全息图的技术要求和有关注意事项。（3）了解并掌握一步彩虹全息的实验光路图。
（4）掌握像面全息和一步彩虹全息实验光路以及再现像的区别和联系。
提示：
拍摄一步彩虹全息图，物置于透镜物方焦距（ｆ≈１０ｃｍ）以外。在屏上出现适当大小的清晰物像之后，再把干版架向前（或向后）挪动３ｍｍ～１０ｍｍ。紧靠透镜置一约５ｍｍ宽的缝光栏，调节物光和参考光强度适当后即可拍摄，或在教师指导下，拍摄一张像平面全息图。
L实验七：自制旋光仪测定糖溶液的浓度（时间剩余要求自制色偏振仪）（1人）
目的：
1．观察线偏振光通过旋光物质所发生的旋光现象 2．了解右旋体、左旋体旋光物质
3．掌握用旋光仪测定溶液或液体物质的旋光度的方法
要求；
1．配置一定浓度的糖溶液（最好理论计算出该溶液的浓度，以和测量值比较）2．组装旋光仪和测定旋光率
（1）样品管的充填
（2）仪器零点的校正和半暗位置的识别（3）样品旋光度的测定
3．注意事项
（1）溶液注满试管，两端不能有气泡。
（2）试管两端均应擦干净方可放入旋光仪。
（3）在测量中应维持溶液温度不变。
（4）试管中溶液不应有沉淀，否则应更换溶液。
Z张瑛老师的设计实验题目
（Z实验一to Z实验八）（13人）
Z实验一 光栅特性的研究（2人）
目的：
（一）熟悉分光计的构造和调节原理
（二）深入研究光栅的光学特性 要求：
（一）推导出最小偏向角位置上的光栅方程
（二）在平行光斜入射的条件下，测量光栅常数和未知光波波长。
（三）测出左右两侧光谱的非对称分布规律。
（四）利用光栅测量普朗克常数和里德伯常数。提示：
利用汞光源和最小偏向角位置上的光栅方程求光栅常数和未知光波的波长。利用氢光源测量普朗克常数和里德伯常数。
Z实验二 液体折射率测量方法的比较研究（2人）
目的：
（一）研究用多种方法测量液体的折射率
（二）分析各种方法的适应范围。要求：
（一）设计三种测量液体折射率的方法
（二）实测三种液体的折射率
（三）分析各种方法的特点及误差 提示：
设计三种在实验室现有条件下可完成的测量液体折射率的方案，不包括基础实验中已用过的方法和中学实验中过于简单的方法。
Z实验三 用 F—P干涉仪测量激光的波长（1人）
目的：
（一）熟悉 F—P干涉仪的原理及调节方法
（二）测量激光的光波波长 要求：
（一）调出标准的等倾干涉花样
（二）用普通方法测量未知光波的波长
（三）在厚度不变的条件下，测量激光的光波波长 提示：
在汞光源前放上滤光片，先调出绿光条件下标准的等倾干涉花样，测出第k级及第k-3圆环的直径。然后换上激光光源，保持膜厚度不变，用同样的方法测出第k级及第k-3圆环的直径，代入公式即可出激光波长。
Z实验四 反射式白光再现全息照相（1人）
目的：
（一）进一步理解白光再现全息照相的原理
（二）熟悉白光再现全息照相光路 要求：
（一）设计两种拍摄白光再现全息照相的光路。
（二）利用两种光路分别拍摄两张反射式全息图。
（三）与普通全息照相比较有何异同点； 提示：
在各种实验讲义中查阅原理部分，设计两种拍摄反射式白光再现全息的光路，在实验中分别用两种光路拍摄反射式白光再现全息图。
Z实验五：用法布里干涉仪测量钠双线的波长差及膜厚度（1人）
目的：
（一）掌握法布里—珀罗干涉仪的调节方法
（二）通过法布里—珀罗干涉仪测定钠黄双线的波长差
（三）膜厚d的测量。要求：
（一）设计方案，写出测量原理和测量公式，拟定实验步骤，测定钠黄双线的波长差；
（二）测定膜厚d；
（三）比较迈克尔逊干涉仪与法布里—珀罗干涉仪的实验现象的区别。提示：
钠光源是由两种波长的光组成，它的波长值是平均波长值。由于法布里的分辨率非常高，能够把这两种波长的光所形成的干涉花样分开，我们利用这一现象来求两光之间的波长差。
Z实验六
全息波带片的制作（2人）
目的：
（一）掌握制作全息波带片的原理。
（二）学会制作全息波带片的方法。
（三）观察全息波带片的成像特点。要求：
（一）设计两种制作全息波带片的光路。
（二）摄制不同焦距的全息波带片。
（三）观察全息波带片具有的透镜成像规律。
（四）讨论全息波带片的成像和玻璃透镜成像相比的优缺点。提示：
以全息照相原理为基础，自行设计两种拍摄全息波带片的光路。用两种光路拍摄出不同焦距的全息波带片，并用不同的方法测量其焦距。
Z实验七 用干涉法测量金属丝的线胀系数（2人）
目的：
（一）掌握用干涉法测量线胀系数的原理。
（二）学会用光学的方法测量金属丝的线胀系数。要求：
（一）推导出测量金属丝线胀系数的公式。
（二）研究出具体的切实可行的测量方案。
（三）制定出给金属丝加热的方法。
提示：
用两块平板玻璃与待测金属丝制成空气劈尖，用钠光照射劈尖时，分别测得金属细丝在常温和高温下的干涉条纹宽度及高温时的温度，利用推导出的线胀系数公式可求出金属丝的线胀系数。
Z实验八 高亮度LED光源在光学实验中的应用（2人）
目的：
（一）掌握LED白光源的发光原理。
（二）了解LED白光源的发光特点及与普通白炽光源的区别。要求：
（一）研究LED白光源的光谱特性。
（二）用LED白光源在三个基础实验题目中研究其发光特点。
（三）与普通白炽光源、节能灯白光源作比较，分别论述各种白光源的特点。
提示：
自选在三个基础实验中运用LED白光源代替白炽光源，通过实验数据说明LED白光源与普通白炽光源有何异同，概括总结出LED光源的综合特性。
戴瑞老师设计实验题目
（D实验一 to D二实验）
D实验一 设计实验探讨单透镜及光具组主平面成像性质（1人）
目的：
（一）掌握主平面成像性质；
（二）实验上观察到单透镜主平面上成像.要求：
（一）理论推导单透镜及光具组主平面成像的横向放大率；
（二）设计实验方案观察单透镜主平面上成像，画光路图；
（三）设计实验方案计算光具组主平面上成像的横向放大率，画光路图.提示：
（一）借助辅助透镜成像.D实验二 探讨确定波片光轴的实验方法（2人）
目的：
（一）掌握不同偏振态的光通过波片后偏振态的变化；
（二）探讨确定波片光轴的实验方法； 要求：
（一）会用布儒斯特定律确定偏振片的透振方向；
（二）设计实验方案，画光路图确定波片光轴方向；
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