应用光学 :进行光学系统设计的学科

更新时间:2024-09-21 13:35

应用光学的传统概念是指经过光学仪器(望远镜、显微镜照相机投影器)等光学系统的理论与设计,它的内容主要是几何光学和波动光学。随着光学学科的飞速发展,如激光的出现及其广泛的应用,光纤通信和光电子成像技术的发展,光学与计算机技术的结合等都使光学仪器经历着由传统到现代的巨大转变。

作为光学工程基础的应用光学其内涵也在扩展,它正逐步涵盖了某些现代光学的基础内容。是由许多与物理学紧密联系的分支学科组成;由于它有广泛的应用,所以还有一系列应用背景较强的分支学科也属于光学范围。例如,有关电磁辐射物理量的测量的光度学、辐射度学;以正常平均人眼为接收器,来研究电磁辐射所引起的彩色视觉,及其心理物理量的测量的色度学;以及众多的技术光学:光学系统设计及光学仪器理论,光学制造和光学测试,干涉量度学、薄膜光学、纤维光学和集成光学等;还有与其他学科交叉的分支,如天文光学、海洋光学、遥感光学、大气光学、生理光学及兵器光学等。

基本概述

应用光学包括几何光学、典型光学系统和像差理论三大部分。几何光学部分以高斯光学理论为核心内容,包括光线光学的基本概念与成像理论、球面和平面光学系统及其成像原理、理想光学系统原理、光能和光束限制等基础内容;典型光学系统部分包括眼睛、显微镜与照明系统、望远镜与转像系统、摄影光学系统和投影光学系统等成像原理、光束限制、放大倍率及其外形尺寸计算;像差理论详细叙述了光学系统的轴上点像差、轴外点像差和色差的形成原因、概念、现象、基本计算、典型结构的像差特征和校正像差的基本方法。

核心知识点

SRTP 的关系

与专业课相比,作为专业基础课的应用光学内容更广,与基础学科和周边相关学科具有更广泛的联系,更容易体现知识综合与学科交叉的特征。而综合创新与交叉创新已经成为当代工程学科创新的主要途径,所以充分而深入地挖掘教学内容的内涵,向学生介绍这些内容的来龙去脉,与基础知识、专业方向、周边学科具有怎样的联系,一直是本课程教师备课的重要内容。

应用光学系列课程主讲教师除了讲授本系列课程外,还讲授过“程序设计基础” “数据结构” “计算方法” 、“信息物理基础” “光学测量”等课程,正在讲授的还有“数码摄影技术” “计算机自动识别技术” “光学综合实验”等,具有计算数学、计算机技术、信息物理、光学等多学科融会贯通的知识结构,特别是了解各门课程之间的关系,善于将课程之间的联系引入课堂,并引导学生将课堂知识与科研、生产实际相联系。

参考资料

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