spContent=可配合“应用光学”理论课程的学习，也可独立进行，用更直观的方式认识光学，体验实验探索的乐趣。从透镜、棱镜到显微镜、望远镜，从生活中的估测到精密实验测量，从像质评测到像差观察，从看得到的器件到看不见的光电成像传感器微结构，来一场身临其境的实验之旅。
这里有我国成功记录第一张氢弹爆炸照片的高速摄影机的研发故事，听浙大老师为你娓娓道来，并以250万幅/秒高速摄影机为例，分5个步骤介绍如何开展项目设计；这里也有基于手机、眼镜、相机、瞄准镜等常见物品的DIY小实验，让我们边听课边动手，一起来拆一拆瞄准镜，测一测手机摄像头的焦距，量一量眼镜的度数，估一估相机镜头的分辨率，再做个光电图像传感器的虚拟实验吧。
可配合“应用光学”理论课程的学习，也可独立进行，用更直观的方式认识光学，体验实验探索的乐趣。从透镜、棱镜到显微镜、望远镜，从生活中的估测到精密实验测量，从像质评测到像差观察，从看得到的器件到看不见的光电成像传感器微结构，来一场身临其境的实验之旅。
这里有我国成功记录第一张氢弹爆炸照片的高速摄影机的研发故事，听浙大老师为你娓娓道来，并以250万幅/秒高速摄影机为例，分5个步骤介绍如何开展项目设计；这里也有基于手机、眼镜、相机、瞄准镜等常见物品的DIY小实验，让我们边听课边动手，一起来拆一拆瞄准镜，测一测手机摄像头的焦距，量一量眼镜的度数，估一估相机镜头的分辨率，再做个光电图像传感器的虚拟实验吧。
—— 课程团队
课程概述
· “应用光学实验（Applied Optics Lab.）”是和应用光学课程对应，但独立开设的实验课。面向光电相关专业的学生，有光学应用需求的工程技术人员和对光学感兴趣的其他人员。
· 本课程可与应用光学理论课配套学习，丰富的实验有助于学习者对应用光学中众多概念和公式的深入理解，并涉及光路调试技巧、Zemax光学设计仿真、常用光学仪器介绍、实验数据处理等与实践能力密切相关的内容。也可以独立于理论课，单独从实验的角度去认识应用光学，从学做实验到设计实验，或从工程实践及日常生活中的光学问题出发，从课程之中寻求解决之策。
· 课程为不同学习者设计不同形式和层次的实验：
1） DIY实验，借助身边的物品，如放大镜、照相机、望远镜等，认识生活中的光学现象（*）
2） 常规实验，实验器材常见于大学的物理实验室，有兴趣的同学可以联系课程组获得其具体型号参数（**）
3） 高阶实验，多利用科研型实验设备或专业实验仪进行，可作为科研设备或专业仪器的操作应用指南（***）
4） 自主设计实验或虚拟仿真实验，其中自主设计实验由同学自由选题完成一个光学实验项目的设计或实施方案， 或详述一个具体的需要实验解决的光学问题，并采用互评方式进行评分，为学习者和课程组之间架起交流的桥梁。（****）
授课目标
应用“应用光学”的理论来分析或实现具体光学装置的设计，了解常用光学零件、光学系统设计中遇到的实际困难以及应用光学理论本身的局限性，通过实验去探索如何应用理论知识去构建或评价实际的光学系统，并在实际的探索中加深对于光线、像差、主面、节点、焦距、光瞳、视场等各种抽象概念的理解。
课程大纲
绪论（郑晓东，吕玮阁）
课时目标：了解课程内容及评分方法
0.1 课程简介
实验准备-光学元件及其持握与清洁
实验准备-实验仪器介绍
0.2 项目设计要求及选编
0.3 如何开展项目设计（以250万幅/秒高速摄影机为例）
准入测验 实验室安全
作业 自主项目设计（****）
第一讲 光与光学元件基础实验（郑晓东，吕玮阁）
课时目标：了解光的产生及常见光学元件，认识可见光与不可见光、光的传播定律，对光学元件的几何参数进行测量
1.1 球面透镜外形参数的测量（**）
1.2 认识可见光、不可见光与光的独立传播（*/**）
测验1 光与光学元件
第二讲 光路调试与单透镜成像（吕玮阁）
课时目标：学习光路调试的技巧及方法，探究单透镜成像规律，进行横轴、沿轴、角放大率三种放大倍率的测量
2.1 光路调试的原则、方法及原理
2.2 光路调试技巧：二次成像法与自准直法（**）
2.3 单透镜成像与放大倍率的测量（*/**）
测验2 光路调试与单透镜成像
第三讲 基点基面与透镜组合（吕玮阁）
课时目标：认识基点与基面，学习其实验测量方法
3.1 认识基点和基面
3.2 柱面镜的演示实验（**）
3.3 透镜组合及其基点和基面的测量（**）
3.4 DIY实验：手机摄像头的焦距/眼镜的度数（*）
测验3 基点基面与透镜组合
第四讲 光学材料的色散（郑晓东，蒋凌颖）
课时目标：测量光学材料的折射率与色散曲线
4.1 色散的原理
4.2 分光计的介绍及调整（**）
4.3 最小偏向角法测量光学材料的折射率（**）
4.4 光学玻璃的色散曲线测量（**）
测验4 光学材料的色散
第五讲 典型光学系统：望远系统（吕玮阁）
课时目标：学习望远镜参数的估测、实验室测量及自搭建
5.1 望远系统的结构与原理
5.2 DIY实验：瞄准镜的拆解、测量与建模
5.3 望远系统的搭建（**）
5.4 望远系统的参数测量（*/**）
测验5 望远系统测验
第六讲 典型光学系统：显微镜（郑晓东，蒋凌颖，吕玮阁）
课时目标：学习金相显微镜的使用，显微镜参数的测量及自搭建
6.1 显微系统的原理及分类
6.2 金相显微镜的使用（***）
6.3 显微系统的搭建（**）
6.4 显微系统的参数测量（**）
测验6 显微系统测验
第七讲 光学系统像差实验（徐建锋，吕玮阁）
课时目标：学习光学系统几何像差的观察与测量
7.1 光学系统像差基本理论
7.2 星点法基本理论和位置色差实验
7.3 五种单色像差实验（*/***）
测验7 像差测验
第八讲 光学系统的成像质量评价（吕玮阁，徐建锋）
课时目标：学习相机镜头或手机成像系统成像质量的实验评价方法
8.1 光学系统的成像质量评价方法及实验（*/**）
8.2 科研级高精度光学传递函数测试仪介绍（***）
测验8 成像质量评价测验
第九讲 光电成像系统图像记录过程的微观虚拟仿真实验（吕玮阁，郑晓东）
课时目标：在传统的应光实验中，成像系统成像于光屏或被CMOS相机等捕获后输出数字图像就结束了，从像的光信号到电信号再到数字图像之间的具体转换过程始终是个“黑匣子”。由于CMOS光学传感器的组成部件，如微透镜、滤色片等，都是像素级的微小结构，并且其拆解是破坏性的和不可逆的，难以进行实体实验。虚拟仿真实验则可以打开这个“黑匣子”，为学生和大众提供了解光电成像技术关键细节的快捷途径。
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预备知识
高中物理或大学物理中关于光学的基本知识，配合“几何光学”或“工程光学”的学习更佳。
参考资料
《几何光学·像差·光学设计》，李晓彤、岑兆丰编著，浙江大学出版社，普通高等教育“十一五”国家级规划教材，“十二五”浙江省高校优秀教材，浙江省“十四五”普通高等教育本科规划教材（2023年第5版）。
常见问题
Q : 是否有配套实验教材？
A : 《应用光学实验教程》，出版中。
Q : 单元测验的题量如何？
A : 单元测验每个单元3~6题，从题库抽取。
Q : 相关的DIY实验器材从何处可得到？
A : 大部分是身边易于获得的实验器材，有任何建议和需要可联系课程组老师及助教（lvweige@zju.edu.cn）。
Q : 项目设计在评分中重要么？
A : 不影响获得合格证书，但要想获得优秀证书，需要提交项目设计报告或一份短视频，项目设计成绩优秀者可获得课程组赠送的特别资料。重在交流！
浙公网安备 33010802012594号
