光学设计实验

Ⅰ 高分急需光学平台设计性实验的设计

光学平台主要规划平台表面的螺孔、平整度以及一定的减震性能。给你提供一点信息，看能否帮到你。
精密光学仪器在光学平台上运行时机械振动指标要求甚高，而载体振动环境却较恶劣，对支撑致稳系统提出很高的要求。一般来讲，光学减振平台可以有效地衰减高频振动(5 Hz以上)，但如果光学系统的应用环境比较恶劣，伴随着高强度的低频晃动，被动减振的固有缺陷——低频共振放大将在此时明显地表现出来，因此，必须采取有效的共振峰抑制技术来控制。
在某试验中，测试设备采集振动台和经过隔振后的光学平台的振动数据，经过处理后拟合成传递曲线。通过多轮振动试验验证，表明通过在空气弹簧本体安装可控阻尼装置，通过改变空气弹簧与附加气室间节流孔径的大小可以有效地控制阻尼，达到抑制共振的效果(见图1)，共振放大倍数从7~8倍减小到2~3倍，高频隔振性能不受影响，反而在20 Hz以上频段性能有所提高，可以有效地保证高频隔振能力，在振动隔离系统中起到积极的效用。

光学平台多项综合应用实验与设计
-------设计组装显微镜、望远镜、幻灯机及放大倍数测量
9.1设计组装显微镜
一、目的要求
了解显微镜的基本原理和结构，并掌握其调节，使用和测量它的放大率的一种方法
二、仪器装置
图9-1-1仪器装置及光路
1．带有毛玻璃的白炽灯光源S，2。1/10mm分划板F1，3。物镜LO：fo’=15mm，
4．目镜Le: fe’=20mm，5。半透半反镜B，6。1/5mm分划板：F2。
三、设计原理
显微镜及其放大率：显微镜由物镜和目镜组成，特点是物镜的焦距很短，为了尽量减少各种象差，实用的显微镜其物镜的结构是相当精细复杂，被观察的目的物AB放置在物镜焦点外少许，经过物镜成一高倍放大的实像A’B’（中间像），见图9-1-2，常用的目镜也是惠更斯型，作用和望远镜中的目镜一样，目镜把中间像再次变成放大的虚像，虚像距目镜约等于明视距离，眼睛也要贴近目镜观察。
图9-1-2 显微镜的放大作用
显微镜的放大作用：可用横向放大率来描写，横向放大率β定义为像长A”B”和物长AB之比，即
β=A”B”/AB （9-1-1）
显然，它等于物镜的横向放大率βo和目镜的横向放大率βe的乘积。
β=( A”B”/A’B’)( A’B’ /AB)= βoβe （9-1-2）
βo=d2/d1 βe=d/d3 （9-1-3）
而中间像A’B’是在目镜焦点Fe附近，d3～fe；又因fo很短，d2～△, △是物镜的后焦点Fo’到目镜的前焦点Fe的距离，称光学间隔，代入（9-1-2）及（9-1-3）式，得
βe=d/fe ， βo=△/fo （9-1-4）
β=dΔ/（fefo） （9-1-5）
一般规定d=25cm，△=16cm。已知f0=15mm和fe=20mm，由（9-1-4）式即可计算出βe及βo。
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四、实验方法及步骤
1． 把全部器件都夹好，放在标尺导轨上，靠拢，目测调至共轴。
2． 把透镜L1，Le的间距固定为18cm。
3． 沿标尺导轨前后移动F1（F1紧靠玻璃装置）；直至在显微镜系统中看清分划板F1的刻线。
4． 在Le之后置一与光轴成45度角的半透半反镜B，并在与光轴垂直方向相距25cm 处放一与F1相同的分划板F2。
5． 读出未被放大的F2上的100个格所对应于显微镜放大的F1的格数a。
五、实验数据及处理
显微镜的测量放大率：M=100/a
显微镜的计算放大率：M=25×（△/fo×fe）
9.2设计组装望远镜
一、目的要求
了解望远镜的基本原理和结构，并掌握其调节，使用和测量它的放大倍率的二种方法。
二、仪器装置
图9-2-1仪器装置及光路
带有毛玻璃的白炽灯光源S，1/10mm分划板F，物镜Lo：fo=261mm，目镜Le: fe=45mm，
图9-2-2望远镜的放大作用
三、设计原理
望远镜的放大作用：可用视角放大率来描写，视角放大率γ定义为象对眼睛的张角和不用望远镜时远处的物对眼睛的张角之比，从图9-2-2可知：
γ=A’’B’’/d/AB/do=A’’B’’/AB×do/d （9-2-1）
A’B’/AB=d2/d3 A’’B’’/A’B’=d/d1
实际上，物和望远镜的距离远大于望远镜的长度，d3≈d0，且d2≈fo，d1≈fe，fo、fe分别是物镜和目镜的焦距，代入（9-2-1）式后得
γ=d/d1×d2/d3×do/d≈fo/fe （9-2-2）
即望远镜的角放大率决定于物镜和目镜焦距之比。
望远镜的角放大率的测量方法：
1．最简单的方法是把物长和像长直接对比。如图9-2-2，把望远镜对准远处放置的标尺AB，调节望远镜的筒长改变目镜到物镜的距离使像A’’B’’清晰可见。观察者用一只眼睛（譬如左眼）观察望远镜视野中标尺的像，另一只眼睛（譬如右眼）同时不通过望远镜直接观察标尺。经过几分钟的适应性训练，不但可以同时看清楚AB及
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A’’B’’，而且还能比较它们的视角。例如看到A’’B’’一格的长度相当于AB的N格的长度（视角相等），那么，N就是测得的视角放大率。
2．利用公式（9-2-2）测量γ
先把望远镜聚焦到无穷远，使目镜和物镜的距离等于fe+fo。然后取下物镜，并在物镜的位置装上透明标尺，把标尺用小灯照明，则标尺通过目镜成一缩小的实像。已知标尺的长度为L1，若测出的实像的长度为l1，又用d4，d5分别表示物距和像距，则因
L1/l1=d4/d5, (9-2-3)
由透镜公式 1/d4+1/d5=1/fe , 1／d5=(d4-fe)/d4fe。
代入（9-2-3）式得L1/l1=(d4-fe)/fe。
d4=fe+fo
所以L1/l1=fo/fe=γ （9-2-4）
由此即可求出γ
四、实验方法及步骤
1．把全部器件夹好，放在标尺导轨上，靠拢，目测调至共轴。标尺导轨沿平合对角线放置。
2．把F和Le的间距调至最大，沿导轨前后移动Lo，使一只眼睛通过Le看到清晰的分划板F上的刻线。
3．再用另一只眼睛直接看分划板F上的刻线，读出直接看到的F上的100条线对应于通过望远镜所看到
的F上的刻线格数a。
4． 屏H找到F通过L所成的象，分别读出F，Lo，H，Le的位置a，b，c，d。
五、实验数据及处理
望远镜的比较放大率：M=100/a
望远镜的计算放大率：M=V1(U1+V1+V2)/(U1×U2)
其中：U1=b-a , V1=c-b , U2=d-c
9.3设计组装透射式幻灯机（投影系统）
一、目的要求
了解幻灯机原理和聚光镜的作用，掌握对透射式投影光路系统的调节。
二、仪器装置
图 9-3-1 图 9-3-2
带有毛玻璃的白炽灯光源S，聚光镜L1: f1=50mm，幻灯底片P，干版架，白色象屏H
三、设计原理
幻灯机能将图片的像放映在远处的屏幕上，但由于图片本身并不发光，所以需用强光照亮图片，因此幻灯机的构造总是包括聚光和成像两个主要部分。在透射式的幻灯机中，图片是透明的，成像部分主要是物镜L、幻灯片PP1和远处的屏幕（图9-3-2）。为使这个物镜能在屏幕上产生高倍放大的实像，PP1必须放在离物镜L的物方焦平面外很近的地方，即物距稍大于L的物方焦距。
四、实验方法及步骤
1． 把全部器件夹好，沿平合对角线放在标尺导轨上，靠拢，目测调至共轴；
2． 将L2与H的间隔固定在1.2米左右，前后移动P，使其经L2在屏H上成一最清晰的像；
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3． 将聚光镜L1紧挨底片P的位置固定，拿去底片P，沿导轨前后移动光源S，使其经聚光镜L1刚好成
像于放映物镜L2的平面上；
4． 再把底片P放在原位，观察像面上的亮度和照度的均匀性；
5． 把聚光镜L1拿去，再观察像面上的亮度和照度的均匀性。
五、放映物镜焦距和聚光镜焦距的选择
放映物镜的焦距：f2=(M/(M+1)2)×D2
聚光镜的焦距：f1=D2/(M+1)-D2/(M+1)2×1/D1
其中：D2=U2+V2， D1=U1+V1，M为像的放大率。

Ⅱ 求光学Zemax实验设计思路

ZEMAX主要特色：
(1)分析 提供多功能的分析图形，对话窗式的参数选择，方便分析，且可将分析图形存成图文件，例如：*.BMP， *.JPG．．．等，也可存成文字文件*.txt。 (2)优化 表栏式merit function参数输入，对话窗式预设merit function参数，方便使用者定义，且多种优化方式供使用者使用，诸如Local Optimization可以快速找到佳值，Global/Hammer Optimization可找到最好的参数。 (3)公差分析 表栏式Tolerance参数输入和对话窗式预设Tolerance参数，方便使用者定义。 (4)报表输出 多种图形报表输出，可将结果存成图文件及文字文件。
光学设计软件ZEMAX
ZEMAX是美国Focus Software Inc.所发展出的光学设计软件，可做光学组件设计与照明系统的照度分析，也可建立反射，折射，绕射等光学模型，并结合优化，公差等分析功能，是套可以运算Seqential及Non-Seqential的软件。 ZEMAX 是一套综合性的光学设计仿真软件，它将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表整合在一起。ZEMAX 不只是透镜设计软件而已，更是全功能的光学设计分析软件， 具有直观、功能强大、灵活、快速、容易使用等优点，与其它软件不同的是 ZEMAX 的 CAD 转文件程序都是双向的，如 IGES 、 STEP 、 SAT 等格式都可转入及转出。而且 ZEMAX可仿真 Sequential 和 Non-Sequential 的 成像系统和非成像系统， ZEMAX光学设计程序是一个完整的光学设计软件，是将实际光学系统的设计概念，优化，分析，公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真软件。包括光学设计需要的所有功能，可以在实践中对所有光学系统进行设计，优化，分析，并具有容差能力，所有这些强大的功能都直观的呈现于用户界面中。ZEMAX功能强大，速度快，灵活方便，是一个很好的综合性程序。 ZEMAX能够模拟连续和非连续成像系统及非成像系统。 ZEMAX 能够在光学系统设计中实现建模、分析和其他的辅助功能。 ZEMAX 的界面简单易用， 只需稍加练习， 就能够实现互动设计。ZEMAX 中有很多功能能够通过选择对话框和下拉菜单来实现。同时，也提供快捷键以便快速使用菜单命令。手册中对使 ZEMAX 时的一些惯用方法进行了解释，对设计过程和各种功能进行了描述。 ZEMAX目前已经是被光电子领域熟知的光学设计的首选软件。该软件拥有两大特点，就是可以实现序列和非序列分析。在全球范围内，这款软件已经被广大的应用在设计显示系统，照明，成像的使用系统，激光系统以及漫射光的设计应用方面。 ZEMAX 有三种不同的版本：ZEMAX-SE（标准版）；ZEMAX-XE（扩展版）；ZEMAX-EE（工程版）。

Ⅲ 请利用一只圆底烧瓶,设计一个光学实验.要求写出实验探究的内容.还需添加的器材实验方法和结论

名称：研究光的折射现象
原理：光的折射定律
仪器：圆底烧瓶、水、刻度尺、长细杆
步骤专：1、烧杯中盛属适量的水；
2、长细杆斜插入水中，观察之。发现什么现象？作好记录；
3、长细杆斜竖直入水中，观察之。发现什么现象？作好记录；
4、观察插于中部、两侧时的不同，试分析原因；
5、插于边上时，测量烧杯直径、杆是中轴线实际的距离、观察得到的距离，可以画出光路图，求水的折射率。

Ⅳ 大学光学实验中哪些是设计性实验

用分光镜将阳光分离,在红光外的区域里放一个双缝进行干涉,在干涉缝后放一张感光底片,不久后底片感光,就可以证明红外线具有光的波粒二相性.

Ⅳ 小明现有一个透明玻璃瓶,一盆水,一把直尺，一张白纸，请你帮他设计有关光学的实验并简要写出实验步骤

观察光的折射
1、把水装进玻璃瓶；
2、把白纸放置在玻璃瓶的后方；
3、把直尺斜插入装水的玻璃瓶；
能够发现直尺水上与水下部分不在同一条直线上，这就是光的折射

Ⅵ 设计光学实验

1.把笔放在装有水的玻璃杯中，看折射现象。
2.将激光从侧面照在装有水的玻璃杯上，然后在玻璃杯的后面放纸（做白屏用）观察柱面镜将光点变为直线
3.把激光照入混有奶粉的玻璃水杯中，看散射现象。
4. 将白纸放在水杯后方，用激光照射杯子，记录白纸上光斑的位置；再将奶粉倒入水中，在记录光斑的位置，会不同。

Ⅶ 设计两个激光笔的光学小实验

1、最简单的激光衍射，在纸上面戳个小窟窿，然后激光照过去就有衍射现象

2、偏振试验，激光笔去来的是部分偏振光，找一片或两片偏振片来做试验，不用具体说了吧：）

Ⅷ 给你一个装有大半杯水的烧杯,用它设计光学小实验

1.把棒子的一般置入杯子水中，可以看到水下部分的棒子似乎弯折了，这是因为折射的原因。
2.透过装有水的烧杯看物体，会发现有放大的效果。因为光线的折射，杯中的水等效于一个放大镜