- 应用光学
应用光学
学科
光学工程
中文名
应用光学
分类
基础学科
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
| 类别 | 具体知识点 | |
| 核心基础知识 | 基本光学元件 | 透镜: 单透镜( 厚、薄、凹、凸) 、组合透镜 |
| 平面镜和棱镜( 多种常见的棱镜) | ||
| 平行玻璃板( 光学玻璃) | ||
| 滤光片的作用和工作原理 | ||
| 辅助光学元件: 场镜，光锥，浸没透镜，光阑 | ||
| 基本光学结构 | 望远镜、显微镜、照相机和投影仪 | |
| 基本问题 | 像差及消像差、辐射度学和色度学 | |
| 知识理解的重点和难点 | 重点 | 理想光学系统的成像性质及物像关系的计算 |
| 焦面/点、主面/点、节面/点的成像性质 | ||
| 常用光学元件的光线传播规律及功能 | ||
| 典型辅助光学系统的成像性质 | ||
| 显微镜、望远镜、照相机和投影仪的设计原理、功能及主要性能参数 | ||
| 平面镜和棱镜系统成像和转动方向的判断 | ||
| 视场光阑和孔径光阑含义及位置的确定 | ||
| 光学系统色彩的匹配 | ||
| 光学系统像面位置光亮度和光照度的计算 | ||
| 像差的概念理解与消像差 | ||
| 光学系统成像质量的评价方法、评价指标及其内涵 | ||
| 光学系统外形尺寸的计算与设计 | ||
| 知识理解的重点和难点 | 难点 | 节面/点的成像性质 |
| 组合光学系统成像性质的计算 | ||
| 物像空间不变式 | ||
| 人眼的分辨率和测量仪器的对准方式 | ||
| 眼睛的缺陷和目视光学系统的视度调节 | ||
| 空间深度感觉和双眼立体视觉 | ||
| 屋脊和屋脊棱镜的成像性质 | ||
| 棱镜转动定理的理解与应用 | ||
| 远心光路及场镜的性质 | ||
| 视场光阑和孔径光阑位置的确定 | ||
| 辐强度、辐亮度的概念理解与计算 | ||
| 像差的概念理解与消像差 | ||
| 常用基本技能 | ( 1) 光源、光学平台、光学导轨、光学夹持器和光学调节架等常用光学实验仪器的使用 | |
| ( 2) 熟悉光学镜片的常用清洁工具，并掌握其清洁方法 | ||
| ( 3) 常用光学元件的使用 | ||
| ( 4) 透镜及光具组焦距和基点的测定 | ||
| ( 5) 光学系统的搭建与调节 | ||
| ( 6) 望远镜、显微镜、照相机和投影仪的使用 | ||
| ( 7) 光谱仪的使用 | ||
| ( 8) 阿贝折射计的使用 | ||
| ( 9) 激光的扩束和准直 | ||
| ( 10) 成像光学系统像差的检测 | ||
| 常遇的基本问题和基本概念 | 常遇的基本问题 | 涉及的常见基本概念和理论 |
| 光线在介质中的传播 | 反射和折射定律、斯涅尔定律、平行光、非/球面波 | |
| 光具组的使用 | 基点、基面、焦点、焦距、主点、节点 | |
| 如何设计光学系统 | 视场、光瞳、光阑、远心光路、分辨率、放大率 | |
| 像差及评价 | 6 种像差、消像差、星点检测、分辨率检测 | |
| 光学系统能量传播 | 辐/光通量、辐/光照度、辐射/光亮度 | |
| 色彩的混合颜色混合定理 | 照相机分辨率、景深、焦深、像素 | |
| 光学系统与人眼/光电探测器配合 | 视角、人眼分辨率、视度调节、明视距离[1] | |
SRTP的关系
| 类别 | 具体知识点 | |
| 核心基础知识 | 基本光学元件 | 透镜: 单透镜( 厚、薄、凹、凸) 、组合透镜 |
| 平面镜和棱镜( 多种常见的棱镜) | ||
| 平行玻璃板( 光学玻璃) | ||
| 滤光片的作用和工作原理 | ||
| 辅助光学元件: 场镜，光锥，浸没透镜，光阑 | ||
| 基本光学结构 | 望远镜、显微镜、照相机和投影仪 | |
| 基本问题 | 像差及消像差、辐射度学和色度学 | |
| 知识理解的重点和难点 | 重点 | 理想光学系统的成像性质及物像关系的计算 |
| 焦面/点、主面/点、节面/点的成像性质 | ||
| 常用光学元件的光线传播规律及功能 | ||
| 典型辅助光学系统的成像性质 | ||
| 显微镜、望远镜、照相机和投影仪的设计原理、功能及主要性能参数 | ||
| 平面镜和棱镜系统成像和转动方向的判断 | ||
| 视场光阑和孔径光阑含义及位置的确定 | ||
| 光学系统色彩的匹配 | ||
| 光学系统像面位置光亮度和光照度的计算 | ||
| 像差的概念理解与消像差 | ||
| 光学系统成像质量的评价方法、评价指标及其内涵 | ||
| 光学系统外形尺寸的计算与设计 | ||
| 知识理解的重点和难点 | 难点 | 节面/点的成像性质 |
| 组合光学系统成像性质的计算 | ||
| 物像空间不变式 | ||
| 人眼的分辨率和测量仪器的对准方式 | ||
| 眼睛的缺陷和目视光学系统的视度调节 | ||
| 空间深度感觉和双眼立体视觉 | ||
| 屋脊和屋脊棱镜的成像性质 | ||
| 棱镜转动定理的理解与应用 | ||
| 远心光路及场镜的性质 | ||
| 视场光阑和孔径光阑位置的确定 | ||
| 辐强度、辐亮度的概念理解与计算 | ||
| 像差的概念理解与消像差 | ||
| 常用基本技能 | ( 1) 光源、光学平台、光学导轨、光学夹持器和光学调节架等常用光学实验仪器的使用 | |
| ( 2) 熟悉光学镜片的常用清洁工具，并掌握其清洁方法 | ||
| ( 3) 常用光学元件的使用 | ||
| ( 4) 透镜及光具组焦距和基点的测定 | ||
| ( 5) 光学系统的搭建与调节 | ||
| ( 6) 望远镜、显微镜、照相机和投影仪的使用 | ||
| ( 7) 光谱仪的使用 | ||
| ( 8) 阿贝折射计的使用 | ||
| ( 9) 激光的扩束和准直 | ||
| ( 10) 成像光学系统像差的检测 | ||
| 常遇的基本问题和基本概念 | 常遇的基本问题 | 涉及的常见基本概念和理论 |
| 光线在介质中的传播 | 反射和折射定律、斯涅尔定律、平行光、非/球面波 | |
| 光具组的使用 | 基点、基面、焦点、焦距、主点、节点 | |
| 如何设计光学系统 | 视场、光瞳、光阑、远心光路、分辨率、放大率 | |
| 像差及评价 | 6 种像差、消像差、星点检测、分辨率检测 | |
| 光学系统能量传播 | 辐/光通量、辐/光照度、辐射/光亮度 | |
| 色彩的混合颜色混合定理 | 照相机分辨率、景深、焦深、像素 | |
| 光学系统与人眼/光电探测器配合 | 视角、人眼分辨率、视度调节、明视距离[1] | |
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