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【佳构课程展现】古代光学设计办法

编辑: 研讨生院 公布日期: 2019-12-02 阅读量:

  研讨生佳构课程简介

  课程称号:古代光学设计办法

  课程代码:0400013

  开课学院:光电学院

  讲课教员:李林

  

 

  教员风采

  李林,男,光电学院传授,博士生导师。掌管并到场了863支持先辈配备模仿训练的轻量级飞行模仿器、863航空图像一次承影技能研讨、863特性捆绑和稳定性知觉的脑认知功用成像、863LED舞台照明研讨、973航天甚高辨别率空间遥感器、973全地利动目的辨认与准确绝对丈量机理及敏感器研讨、02国度严重专项光刻机设计、嫦娥三号月球巡视器杂散光剖析研讨、飞行模仿器头位跟踪视景表现零碎、航天星载光学遥感器告警与防护等数十个科研项目,获6次部级科研嘉奖。

  李林传授对峙树德树人、教书育人,将最新科研效果融入讲堂讲授。主编出书了10本课本和专著,此中包罗国度和省部级计划课本以及国度出书基金,获多项省部级以上讲授效果嘉奖,主讲的课程获北京市佳构课程、获国度级视频地下课、国度佳构在线课程,并获北京市良好讲授团队带头人。

  课程思政

  在课程讲授中,将社会主义中心代价观等相干的德育元素参加讲授纲要的紧张条款和讲堂讲授的紧张内容,将课程讲授和思政教诲严密联合起来。在讲课进程中,适时引见我国光学界王大珩、袁旭沧、陈晃明等老一辈反动家迷信家的劳苦功高,传承新期间迷信家肉体;突出引见新中国建立以来我国在空间光学、机载光学、陆水师光学范畴所获得的效果,说明党的向导是这些严重效果获得的包管;详细引见在袁旭沧传授率领下,研制的我国第1套自主知识产权光学设计软件SOD88;引见我国的LAMOST望远镜;引见在我校俞信传授向导下,到场空间自顺应光学所获得的成绩等,激起先生的爱国主义情怀,鼓舞先生结业后为国度和人民投身到科研奇迹中去,为人民做出奉献。

  前沿知识

  本课程依据人才培育目的来设计讲授内容,除像差实际外,还包罗经典望远镜物镜、显微镜物镜、目镜、照相物镜、变焦距零碎、空间光学零碎、光刻机零碎、非球面零碎、自在曲面零碎、衍射元件、自聚焦透镜、照明光学零碎、液晶投影仪和背投电视镜头号新型光电仪器或光学零碎的设计实际和设计办法。

  注意科教交融,如在解说望远镜时,引见了我国最新研制乐成处于国际先辈程度的LAMOST望远镜和500米口径球面射电望远镜,引见我校在主镜分块镜以及自动光学或自顺应光学方面获得的成绩;在解说目镜时引见我校在VR和AR方面的成绩以及在自在曲面貌镜方面的效果;在解说显微镜物镜时引见我国02严重专项光刻机的特点以及我校在光刻机镜头设计、仿真和测试方面的效果;在照相物镜时,引见我国在航空航天相机方面所获得的打破,同时引见变焦距零碎非球面零碎自在曲面零碎衍射元件等在航空航天范畴的使用;交叉在整个讲授进程中,适时引见了自聚焦透镜、照明光学零碎、液晶投影仪和背投电视镜头在安防、监控、智能汽车辅佐驾驶、盘算机间接制版等范畴的实践使用。同时严密联合以后光电技能研讨各使用范畴的最新的科研效果,引见了杂散光剖析、情况温度剖析、公役剖析、盘算机辅佐装调技能、光学主动设计等热门内容,既有实际又有实践使用例子。

  同时也注意产学交融,与北京高普乐公司、北京泰克仪器公司、航天科技团体五院、航天科技团体二院、航天科技团体三院等校外企业联合,依据企业实践需求,有针对性地布置先生设计研讨所和企业的实践光电仪器。

  创新思想

  本课程的讲授设计是训练先生掌握古代光电仪器和古代光学零碎的准确的设计实际和办法,成为一个根本及格的可以独立完成航空航天及民用等实践光电仪器光学零碎的设计者,可以在以后的实践任务中明晰无效表达出本人的观念,并能客观评价别人观念的才能,具有感性思想和书面表达才能。

  本课程接纳以国际上最为先辈的软件Zemax作为牵引贯串全课程,以详细实例动员阐明每个知识点。为此,除了引见古代光学设计实际、观点和特点外,重点引见了Zemax软件中相应功用的运用办法,课程除了讲授纲要所规则的内容外,还引见了在本研讨范畴的前沿和热门课题,比方空间光学零碎、红外光学零碎、自在曲面、非球面光学零碎、盘算机辅佐装调、杂散光剖析与盘算、情况温度对成像光学零碎影响的剖析盘算等古代典范光学零碎的特点和设计办法,提拔对古代光电仪器的设计和研制才能。

  本课程注意研讨型讲授,将讲堂教学、资料自学与讲堂讨论相联合,交叉设计实例剖析。课程注重讲授办法建立,能灵敏运用多种适当的讲授办法,在望远镜物镜、显微镜物镜、目镜、照相物镜以及研讨型课题的设计中,接纳研讨式或案例式停止讨论,增强研讨生创新性、批驳性、****性思想的培育。

  为了使研讨型课程讲授变革获得精良的结果,对先生停止分组,要修业生辨别设计以下航空航天及民用范畴实践的研讨型课题:(1).星载离轴三反光学零碎设计;(2).星载星敏感器设计;(3).伶俐都会半球型超大视场广角监控镜头设计;(4).直升机舰载助降光学零碎设计;(5).防电磁走漏投影镜头设计。课程旨在训练先生就一个实践的课题准确地提出初始设计时所遇到的题目,找到强无力的构造型式论据,明晰无效表达出本人的设计谋略和设计思绪以及设计观念,并能客观评价同组中其他同窗观念的才能,终极培育的是先生的感性思想和书面表达才能。为此,先生拿到课题当前,起首由教师引见课题的配景和特点,然后先生们各组停止剖析研讨和讨论,辨别设计,活期开研讨讨论会,交换设计经历,最初选择最好的一个设计后果,由组长当着全体同窗停止设计报告请示辩论,最初由教师停止设计点评,以个性课题和研讨性后果作为成果评定次要根据,评分规范紧扣思想才能、创新本质。

  学习结果撷取

  先生经过本研讨型课程的学习,可以掌握学习的办法、课题研讨的普通进程、课题研讨的思绪,学会团队的协作肉体。先生可以在设计企业的实践光电仪器进程中,打仗社会,熟习实践企业的任务特点,为以后的科研任务打下坚固的根底。

  比方,研讨型课题要修业生依据航天五院的实践需求,设计一个卫星上运用的相机光学零碎《星载离轴三反光学零碎设计》。先生依据要求,起首上彀盘问材料,查阅到院士潘君桦老师著有一本反射式非球面的专业著作,为此,第1小组的曹晨乐、程岩、丁吉鹏、段璎哲、郭倩玉、郭雨桐、郝建华、郝倩、黄晨、蒋睿同等学仔细研读这本著作,将书中的反射式非球面公式使用到本研讨型课题中,并体例顺序对初始构造停止求解,然后输出到光学设计软件中,停止优化设计,如下图所示:

  

 

  所设计的零碎的点列图为:

  

 

  所设计的零碎的MTF如图所示:

  

 

  可以看出,所设计的零碎成像质量十分好,完全满意运用要求,获得了十分好的学习结果。

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