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《工程光学全套》ppt课件工程光学概述工程光学基础知识工程光学重要原理工程光学实验与实践工程光学前沿技术与发展趋势CONTENTS目录CHAPTER01工程光学概述工程光学的基本概念光的本质光是一种电磁波，具有波粒二象性。光的传播光在真空和介质中传播，遵循折射、反射、干涉和衍射等规律。光的度量描述光的基本物理量包括光通量、照度、亮度和色温等。工程光学的发展历程光学仪器的发明和发展01望远镜、显微镜等光学仪器的发明和应用推动了工程光学的发展。光学理论的完善02光学理论的不断完善和发展，如几何光学和物理光学等，为工程光学提供了理论基础。新技术的应用03新技术的不断涌现，如光电子技术、激光技术等，为工程光学的发展提供了新的机遇和挑战。工程光学在各领域的应用能源领域通信领域太阳能利用、激光焊接、激光切割等。光纤通信、光网络技术等。环境监测领域生物医学领域光谱分析、大气污染监测等。医学成像、光谱诊断、激光医疗等。CHAPTER02工程光学基础知识光的本质与传播光的本质光是一种电磁波，具有波粒二象性。其电磁场振动方向与传播方向垂直，表现出横波的特征。光的传播光在真空中传播速度最快，为299，792，458米/秒。在介质中传播速度低于真空中的速度，且与介质有关。光的干涉与衍射光的干涉当两束或多束相干光波在空间某一点叠加时，光波的振幅会因相位差而发生变化，导致光强分布也发生变化的现象。光的衍射光波在传播过程中遇到障碍物时，光波发生绕射或被反射回来的现象。衍射现象是光的波动性的表现。光的偏振与全反射光的偏振光波的振动方向在某一特定方向上保持不变的现象称为光的偏振。自然光通过偏振片后可以转化为偏振光。全反射当光线从光密介质射入光疏介质，且入射角大于或等于某一临界角时，光线全部反射回原介质而不折射的现象。光的吸收、散射和色散光的吸收01光在介质中传播时，能量被介质吸收转化为其他形式的能量的现象。不同频率的光被吸收的程度不同，表现为颜色。光的散射02光在介质中传播时，由于介质中微小颗粒或气体分子对光线的散射作用，使得光线向各个方向散射的现象。散射程度与颗粒或分子的尺寸、形状和折射率有关。色散03白光通过棱镜或其他光学元件后分解成不同颜色的光谱的现象。色散表明不同频率的光具有不同的折射率。CHAPTER03工程光学重要原理光学成像原理光学成像基本概念详细解释了光学成像的基本原理，包括光线传播、反射、折射等基本现象，以及透镜、反射镜等光学元件的作用和工作原理。成像质量与像差讨论了影响成像质量的因素，如像差、色差等，以及如何通过光学设计来减小这些因素的影响。光学成像系统设计介绍了如何根据实际需求设计光学成像系统，包括镜头选择、焦距计算、像场校正等方面的知识。数字成像技术简要介绍了数字成像技术的基本原理，包括CCD、CMOS等传感器的工作原理，以及数字图像处理技术。光学仪器原理望远镜显微镜详细介绍了望远镜的基本原理和结构，包括折射望远镜、反射望远镜和折反射望远镜等类型，以及望远镜的性能参数和选择方法。介绍了显微镜的基本原理和结构，包括透射光显微镜和反射光显微镜等类型，以及显微镜的性能参数和选择方法。光谱仪激光器介绍了光谱仪的基本原理和结构，包括棱镜光谱仪、光栅光谱仪等类型，以及光谱仪的性能参数和选择方法。简要介绍了激光器的基本原理和结构，包括气体激光器、固体激光器、光纤激光器等类型，以及激光器的性能参数和应用领域。光学系统设计原理光学系统设计基础光学系统设计流程介绍了光学系统设计的基本概念和原则，包括光学材料、光学镀膜、光学元件加工等方面的知识。详细介绍了光学系统设计的流程和方法，包括初始设计、优化、公差分析等步骤，以及常用的光学设计软件。光学系统应用实例光学系统像质评价通过具体实例介绍了不同类型光学系统的设计和应用，如摄影镜头、显微镜、望远镜等。介绍了光学系统像质评价的基本方法，包括星点测试、波前畸变测量等，以及像质评价在光学系统设计中的应用。光学信号处理原理光学信号处理概述干涉测量技术简要介绍了光学信号处理的基本概念和原理，包括光波的干涉、衍射、傅里叶变换等方面的知识。详细介绍了干涉测量技术的基本原理和应用，包括干涉仪的结构和工作原理、干涉图样的分析和解释等方面的知识。全息术与光学信息处理傅里叶光学简要介绍了全息术的基本原理和应用，以及光学信息处理技术的发展和应用前景。介绍了傅里叶光学的基本原理和应用，包括傅里叶变换、频谱分析和光瞳函数等方面的知识。CHAPTER04工程光学实验与实践基础光学实验010203光的干涉实验光的衍射实验光学成像实验通过实验了解光的波动性，掌握干涉现象及其产生条件，熟悉干涉图样的特点。探究光的衍射现象，了解衍射的类型和特点，掌握衍射图样的测量和分析方法。通过实验了解光学成像的基本原理，掌握透镜的成像规律，熟悉光学仪器的使用方法