Matlab程序設(shè)計 課程設(shè)計

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1、 工程光學(xué)課程設(shè)計指導(dǎo)手冊 （ 光電子技術(shù)科學(xué)專業(yè)適用） 理學(xué)院 日期：2008年 9月 目 錄 一、工程光學(xué)課程設(shè)計目的與要求 2 二、工程光學(xué)課程設(shè)計時間安排 2 三、工程光學(xué)課程設(shè)計學(xué)生守則及管理辦法 2 四、工程光學(xué)課程設(shè)計報告要求及撰寫規(guī)范 3 五、工程光學(xué)課程設(shè)計答辯 4 六、工程光學(xué)課程設(shè)計成績評定辦法 4 附件1：參考題目 5 附件2《工程光學(xué)》課程設(shè)計大綱 14 一、工程光學(xué)課程設(shè)計目的與要求 《工程光學(xué)》是儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科人才培養(yǎng)計

2、劃中的專業(yè)基礎(chǔ)課。《工程光學(xué)》這門課分為三個教學(xué)模塊進行，第一模塊理論教學(xué)、第二模塊計算機軟件設(shè)計、第三個模塊實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。工程光學(xué)課程設(shè)計是屬于第二模塊的教學(xué)環(huán)節(jié)，在學(xué)生充分掌握工程光學(xué)（幾何光學(xué)）的理論和典型光路的基礎(chǔ)上，利用像差理論能夠進行簡單光路的光學(xué)參數(shù)計算和設(shè)計，并利用Zemax光學(xué)設(shè)計軟件進行仿真和參數(shù)優(yōu)化，達到理論與實際應(yīng)用相結(jié)合。而本課程的主要特色是它的設(shè)計性。本課程設(shè)計正是為這一目的而開設(shè)的。它主要解決的問題與主導(dǎo)思想是： （1）結(jié)合實際問題加深學(xué)生對工程光學(xué)的理解與應(yīng)用。 （2）培養(yǎng)提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。 （3）使學(xué)生具備查閱資料、分析設(shè)計、上機實踐和書

3、寫文檔的能力。 教學(xué)目的與要求： 1.達到能夠靈活運用工程光學(xué)課程中所講授內(nèi)容，進行近軸光路的計算，設(shè)定初始光學(xué)參數(shù)。 2.熟悉Zemax光學(xué)設(shè)計軟件的基本功能和用法。 3.并能夠用Zemax光學(xué)設(shè)計軟件進行簡單光路的模擬和優(yōu)化。。 4.使學(xué)生初步具備查閱資料、參數(shù)設(shè)計、上機實踐和書寫科技報告的能力。 二、工程光學(xué)課程設(shè)計時間安排 第1～4 天：明確設(shè)計內(nèi)容，查閱相關(guān)的參考資料。 第5～7天：根據(jù)設(shè)計的要求進行參數(shù)計算、確定初始的光學(xué)參數(shù)。 第8～9天：負(fù)責(zé)課程設(shè)計的教師安排機房講解Zemax光學(xué)設(shè)計軟件的使用方法。 第10~11天：利用Zemax光學(xué)設(shè)計軟件仿真設(shè)計并對

4、參數(shù)進行優(yōu)化，得到比較理想的設(shè)計結(jié)果。 第12~13天：撰寫設(shè)計報告（包括理論計算和軟件優(yōu)化）。 第14天：答辯。 要求：1人或1-3人為一組，獨立完成1個問題。 三、工程光學(xué)課程設(shè)計學(xué)生守則及管理辦法 1、 學(xué)生在課程設(shè)計期間應(yīng)遵守學(xué)校作息制度；請假需經(jīng)指導(dǎo)教師同意，并按學(xué)校規(guī)定辦理請假手續(xù)，否則以曠課論處，每天早、晚簽到，其它時間由指導(dǎo)教師隨機點名一次。 2、 學(xué)生必須隨時接受指導(dǎo)教師的檢查，指導(dǎo)及安排的工作。 3、 課程設(shè)計所使用的機器，須經(jīng)指導(dǎo)教師同意后，方可使用。課程設(shè)計結(jié)束后，制作成果必須交學(xué)院資料室。 4、 學(xué)生使用的計算機、電子儀器或其它設(shè)備，若因責(zé)任事故造成丟

5、失或損壞，應(yīng)酌情賠償。若設(shè)備發(fā)生故障，應(yīng)及時報告，學(xué)生不得擅自修理。 5、 嚴(yán)格禁止學(xué)生在計算機房或?qū)嶒炇彝嬗螒?，每發(fā)現(xiàn)一次，則課程設(shè)計成績降低5分。學(xué)生未經(jīng)指導(dǎo)教師同意將私人盤片、器材帶入計算機房或?qū)嶒炇遥瑢⒂枰詻]收。學(xué)生也不得將計算機房和實驗室中的任何設(shè)備、器材和工具帶回宿舍使用，否則視為盜竊。 6、 學(xué)生在實驗室內(nèi)必須嚴(yán)肅認(rèn)真，不得大聲喧嘩，嚴(yán)禁吃任何食物，嚴(yán)禁吸煙，每日負(fù)責(zé)衛(wèi)生打掃，并在離開時切斷電源，關(guān)好水龍頭，關(guān)緊門窗。 7、 學(xué)生借閱院資料室參考書籍和資料時，必須簽名借閱。 8、 學(xué)生在課程設(shè)計期間必須每天到所在的實驗室簽到。 管理辦法： 1． 指導(dǎo)教師要在學(xué)生開始

6、課程設(shè)計的至少前一周召開課程設(shè)計動員大會, 向?qū)W生講解課程設(shè)計大綱, 部署課程設(shè)計選題, 詳細(xì)講解每一道題目的要求, 要達到的目標(biāo), 課程設(shè)計報告的規(guī)范等與課程設(shè)計有關(guān)的問題，使學(xué)生提前做好準(zhǔn)備, 保證課程設(shè)計的順利進行。 2． 指導(dǎo)教師要在選題、設(shè)計、上機實現(xiàn)等諸環(huán)節(jié)上投入精力，加強指導(dǎo)、討論和答疑的力度。尤其在選題上，要充分考慮學(xué)生目前所具有的知識水平、掌握的開發(fā)工具、以及綜合設(shè)計能力的現(xiàn)狀，使題目取材合理、大小適中、難易適度，使學(xué)生在完成設(shè)計工作后，能有所收獲。 3． 參加課程設(shè)計的學(xué)生要珍惜機會、勤奮工作、勇于創(chuàng)新、勇于探索、勇于實踐，虛心向指導(dǎo)教師請教，向同學(xué)學(xué)習(xí)，獨立完成設(shè)計

7、任務(wù)。 4． 學(xué)生需保質(zhì)、保量、保時間進度地提交規(guī)范的課程設(shè)計報告，審查由指導(dǎo)教師全權(quán)負(fù)責(zé)。 四、工程光學(xué)課程設(shè)計報告要求及撰寫規(guī)范 課程設(shè)計的總結(jié)報告是在完成設(shè)計后，學(xué)生對歸納技術(shù)文檔、撰寫科學(xué)技術(shù)總結(jié)報告能力的訓(xùn)練。通過撰寫課程設(shè)計總結(jié)報告，不僅可以把設(shè)計及技術(shù)參考等內(nèi)容進行全面總結(jié)，而且還可以把實踐內(nèi)容提升到理論高度。總結(jié)報告按如下內(nèi)容順序用A4紙進行打?。ㄗ珜懀┎⒀b訂成冊： 1、統(tǒng)一的封面（含課程設(shè)計課題名稱、專業(yè)、班級、姓名、學(xué)號、指導(dǎo)教師等）。 2、設(shè)計任務(wù)和技術(shù)要求（由指導(dǎo)教師在選題時提供給學(xué)生）。 3、內(nèi)容摘要： [1] 摘要是論文內(nèi)容的簡短陳述，一般不超過4

8、00字。 [2] 關(guān)鍵詞應(yīng)為反映論文主題內(nèi)容的通用技術(shù)詞匯，一般為4個左右，一定要在摘要中出現(xiàn)。 4、目錄： 目錄要層次清晰，要給出標(biāo)題及頁次。 5、課程設(shè)計總結(jié)報告正文，正文可按章節(jié)來撰寫，應(yīng)含以下內(nèi)容： [1] 問題重述及分析 [2] 符號設(shè)定及必要假設(shè) [3] 模型建立（層層遞進地建立模型、進行計算機實現(xiàn)） [4] 模型優(yōu)缺點分析。 [5] 附錄（程序及圖表） 6、按統(tǒng)一格式列出主要參考文獻： 參考文獻必須是學(xué)生在課程設(shè)計中真正閱讀過和運用過的，文獻按照在正文中的出現(xiàn)順序排列。各類文獻的書寫格式如下： [1] 圖書類的參考文獻 序號? 作者名·書名·（版次）·出

9、版單位，出版年：引用部分起止頁碼。 [2] 翻譯圖書類的參考文獻 序號? 作者名·書名·譯者·（版次）出版單位，出版年：引用部分起止頁碼。 [3] 期刊類的參考文獻 序號? 作者名·文集名·期刊名·年，卷（期）：引用部分起止頁碼。 7、說明書總篇幅一般不超過15頁。 五、工程光學(xué)課程設(shè)計答辯 答辯是課程設(shè)計中一個重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，通過答辯可使學(xué)生進一步發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題，進一步搞清尚未弄懂的、不甚理解的或未曾考慮到的問題，從而取得更大的收獲，圓滿地達到課程設(shè)計的目的與要求。 1、答辯資格 按計劃完成課程設(shè)計任務(wù)，經(jīng)指導(dǎo)教師審查通過并在其設(shè)計圖紙、說明書或論文等文件上簽字者，

10、方獲得參加答辯資格。 2、答辯小組組成 課程設(shè)計答辯小組由2－3名教師組成，由系負(fù)責(zé)組織。 3、答辯 課程設(shè)計審查通過后，由答辯小組主持答辯。答辯前，答辯小組應(yīng)詳細(xì)審閱學(xué)生的課程設(shè)計資料，為答辯作好準(zhǔn)備，答辯中，學(xué)生須報告自己設(shè)計的主要內(nèi)容（約5分鐘），并回答答辯小組成員提問的3－4個問題或回答考簽上提出的問題。每個學(xué)生答辯時間約15分鐘。 六、工程光學(xué)課程設(shè)計成績評定辦法 答辯結(jié)束后，答辯小組應(yīng)舉行會議，根據(jù)學(xué)生平日表現(xiàn)，系統(tǒng)設(shè)計情況，系統(tǒng)完成情況，報告撰寫情況以及答辯情況，綜合評定學(xué)生的最終成績。 課程設(shè)計的成績分為：優(yōu)秀、良好、中等、及格，不及格五個等級。不及格的學(xué)生須跟下

11、一年級重作。 附件1：參考題目 光電子專業(yè)工程光學(xué)課程設(shè)計參考題目 題目1、三片照相物鏡設(shè)計 設(shè)計要求：采用三片庫克（cookie）結(jié)構(gòu)，D/f=1/5，半像面尺寸：18mm 半視場角：20° 設(shè)計波長：0.486um、0.587um、0.656um，口徑D：10mm 計算：系統(tǒng)焦距f，，后焦距（BFL） 設(shè)計題目1 照相物鏡設(shè)計（三片庫克鏡結(jié)構(gòu)）參數(shù) 圖0 課程設(shè)計最終設(shè)計要求 題目2、雙膠合望遠(yuǎn)物鏡設(shè)計 設(shè)計要求：采用雙膠合（Doublet）結(jié)構(gòu)，D/f=1/11，半像面尺寸：4.8mm

12、 半視場角：0.5° 設(shè)計波長：0.486um、0.587um、0.656um，口徑D：50mm 計算：系統(tǒng)焦距f，，后焦距（BFL） 設(shè)計題目2望遠(yuǎn)物鏡設(shè)計（雙膠合鏡結(jié)構(gòu)）參數(shù) 設(shè)計題目2望遠(yuǎn)物鏡設(shè)計（雙膠合鏡結(jié)構(gòu)）光線追跡圖 題目3、半導(dǎo)體激光器準(zhǔn)直物鏡設(shè)計 設(shè)計要求：采用雙膠合（Doublet）結(jié)構(gòu)，D/f=1/3，通光口徑D：5 mm 半視場角：0° 設(shè)計波長： 0.656um 計算：系統(tǒng)焦距f，后焦距（BFL） 設(shè)計題目3 半導(dǎo)體激光器準(zhǔn)直物鏡設(shè)計（雙膠合結(jié)構(gòu)）參數(shù) 圖0

13、 課程設(shè)計最終設(shè)計要求 題目4、CCD電子望遠(yuǎn)物鏡設(shè)計 設(shè)計要求：采用雙膠合（Doublet）結(jié)構(gòu)，D/f=2/9，CCD半像面尺寸：1.8mm ，1/3inch 半視場角：1.8° 設(shè)計波長：0.486um、0.587um、0.656um，口徑D：20mm 要求在緒論中查閱CCD的相關(guān)資料（包括型號、尺寸、分類、應(yīng)用等內(nèi)容） 計算：系統(tǒng)焦距f，后焦距（BFL） 設(shè)計題目 4 CCD電子望遠(yuǎn)物鏡設(shè)計（雙膠合結(jié)構(gòu)）參數(shù) 題目5、平行光管物鏡設(shè)計 設(shè)計要求：采用雙膠合（Doublet）結(jié)構(gòu)，D

14、/f=1/6，半像面尺寸：5.25mm 半視場角：1° 設(shè)計波長：0.486um、0.587um、0.656um，口徑D：50mm 計算：系統(tǒng)焦距f，后焦距（BFL） 設(shè)計題目 5 平行光管物鏡設(shè)計（雙膠合結(jié)構(gòu)）參數(shù) 題目6、單片照明系統(tǒng)設(shè)計 設(shè)計要求：采用單片結(jié)構(gòu)，光源距離物鏡物距：17.5mm，通光口徑D：15mm 視場物高：0 ，設(shè)計波長：0.486um、0.587um、0.656um，光源光視效能：15lm/W，要求照明50mm遠(yuǎn)外的觀察屏，形成直徑為40mm的均勻亮斑，亮斑平均照度E：50lx

15、（請參考應(yīng)用光學(xué)教材例題109頁） 計算：系統(tǒng)焦距f，D/f，后焦距（BFL），光源功率（W） 設(shè)計題目 6 單片照明系統(tǒng)設(shè)計參數(shù) 題目7、雙膠合放大鏡設(shè)計 設(shè)計要求：采用雙膠合（Doublet）結(jié)構(gòu)，放大倍率：10倍，通光口徑D：10mm 半視場角：5.5° 設(shè)計波長：0.486um、0.587um、0.656um 計算：系統(tǒng)焦距f，D/f，后焦距（BFL），觀察范圍尺寸 設(shè)計題目7 雙膠合放大鏡設(shè)計（雙膠合結(jié)構(gòu)）參數(shù) 題目8、單片放大鏡設(shè)計 設(shè)計要求：采用單片（singlet）結(jié)構(gòu)，放大倍率：5倍，通光

16、口徑D：15mm 半視場角：10° 設(shè)計波長：0.486um、0.587um、0.656um 計算：系統(tǒng)焦距f，D/f，后焦距（BFL），觀察范圍尺寸 設(shè)計題目8 單片放大鏡設(shè)計（單片結(jié)構(gòu)）參數(shù) 注1：題目1-8：可根據(jù)每個組的學(xué)生人數(shù)，變換不同的設(shè)計要求，得到不同的設(shè)計結(jié)果。 注2：學(xué)生可以自選題目或選擇指導(dǎo)老師擬定的題目。（自選題目需要得到指導(dǎo)教師對題目的難度、工作量確認(rèn)后方可） 附件2《工程光學(xué)》課程設(shè)計大綱 適用專業(yè)：光電子技術(shù)科學(xué)專業(yè) 時 間：2周----2011~2012學(xué)年

17、第1學(xué)期第10-11周 實習(xí)班級：物理與材料工程學(xué)院光電子技術(shù)科學(xué)專業(yè)2008級1，2班 一、課程性質(zhì) 《工程光學(xué)》是儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科人才培養(yǎng)計劃中的專業(yè)基礎(chǔ)課?！豆こ坦鈱W(xué)》這門課分為三個教學(xué)模塊進行，第一模塊理論教學(xué)、第二模塊計算機軟件設(shè)計、第三個模塊實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。工程光學(xué)課程設(shè)計是屬于第二模塊的教學(xué)環(huán)節(jié)，在學(xué)生充分掌握工程光學(xué)（幾何光學(xué)）的理論和典型光路的基礎(chǔ)上，利用像差理論能夠進行簡單光路的光學(xué)參數(shù)計算和設(shè)計，并利用Zemax光學(xué)設(shè)計軟件進行仿真和參數(shù)優(yōu)化，達到理論與實際應(yīng)用相結(jié)合。而本課程的主要特色是它的設(shè)計性。本課程設(shè)計正是為這一目的而開設(shè)的。 二、教學(xué)目的 1.達到

18、能夠靈活運用工程光學(xué)課程中所講授內(nèi)容，進行近軸光路的計算，設(shè)定初始光學(xué)參數(shù)。 2.熟悉Zemax光學(xué)設(shè)計軟件的基本功能和用法。 3.并能夠用Zemax光學(xué)設(shè)計軟件進行簡單光路的模擬和優(yōu)化。。 4.使學(xué)生初步具備查閱資料、參數(shù)設(shè)計、上機實踐和書寫科技報告的能力。 三、教學(xué)基本內(nèi)容及步驟 第1～4 天：明確設(shè)計內(nèi)容，查閱相關(guān)的參考資料。 第5～7天：根據(jù)設(shè)計的要求進行參數(shù)計算、確定初始的光學(xué)參數(shù)。 第8～9天：負(fù)責(zé)課程設(shè)計的教師安排機房講解Zemax光學(xué)設(shè)計軟件的使用方法。 第10~11天：利用Zemax光學(xué)設(shè)計軟件仿真設(shè)計并對參數(shù)進行優(yōu)化，得到比較理想的設(shè)計結(jié)果。 第12~1

19、3天：撰寫設(shè)計報告（包括理論計算和軟件優(yōu)化）。 第14天：答辯。 要求：1人或1-3人為一組，獨立完成1個問題。 四、 教學(xué)基本要求 1、 指導(dǎo)教師要在學(xué)生開始課程設(shè)計的至少前一周召開課程設(shè)計動員大會, 向?qū)W生講解課程設(shè)計大綱, 部署課程設(shè)計選題, 詳細(xì)講解每一道題目的要求, 要達到的目標(biāo), 課程設(shè)計報告的規(guī)范等與課程設(shè)計有關(guān)的問題，使學(xué)生提前做好準(zhǔn)備, 保證課程設(shè)計的順利進行。 2、 指導(dǎo)教師要在選題、設(shè)計、上機實現(xiàn)等諸環(huán)節(jié)上投入精力，加強指導(dǎo)、討論和答疑的力度。尤其在選題上，要充分考慮學(xué)生目前所具有的知識水平、掌握的開發(fā)工具、以及綜合設(shè)計能力的現(xiàn)狀，使題目取材合理、大小適中、難

20、易適度，使學(xué)生在完成設(shè)計工作后，能有所收獲。 3、 參加課程設(shè)計的學(xué)生要珍惜機會、勤奮工作、勇于創(chuàng)新、勇于探索、勇于實踐，虛心向指導(dǎo)教師請教，向同學(xué)學(xué)習(xí)，獨立完成設(shè)計任務(wù)。 4、 學(xué)生需保質(zhì)、保量、保時間進度地提交規(guī)范的課程設(shè)計報告，審查由指導(dǎo)教師全權(quán)負(fù)責(zé)。 五、 設(shè)計內(nèi)容及時間安排 1、 設(shè)計選題參見附錄。 時間安排 設(shè)計內(nèi)容 第1-4天 選定題目，上網(wǎng)或到圖書館查資料，明確需求。 第5-7天 根據(jù)設(shè)計的要求進行參數(shù)計算、確定初始的光學(xué)參數(shù)。 第8-9天 負(fù)責(zé)課程設(shè)計的教師安排機房講解Zemax光學(xué)設(shè)計軟件的使用方法。 第10-11天 利用Zemax光學(xué)設(shè)計軟件仿

21、真設(shè)計并對參數(shù)進行優(yōu)化，得到比較理想的設(shè)計結(jié)果。 第12~13天 撰寫設(shè)計報告（包括理論計算和軟件優(yōu)化）。 第14天 答辯 地點：光電子機房（綜合樓五樓） 2、 設(shè)計要求： (1) 對問題分析深入、透徹，結(jié)論正確。 (2) 利用光學(xué)設(shè)計軟件能重現(xiàn)所設(shè)計的光學(xué)系統(tǒng)。 (3) 對初級結(jié)果進行優(yōu)化，得到較理想的設(shè)計結(jié)果。 (4) 報告條理清晰，語言流暢，圖表齊全、規(guī)范。 3、實習(xí)報告要求： (1) 封面； (2) 內(nèi)容提要； (3) 目錄； (4)“實習(xí)報告”正文應(yīng)該包含以下內(nèi)容： ① 概述題目的內(nèi)容及問題分析； ② 計算或仿真所做問題的結(jié)果； ③ 分析所得出的

22、結(jié)論； ④ 參考文獻。 4、實習(xí)驗收要求： (1) 運行所設(shè)計的系統(tǒng)； (2) 回答有關(guān)問題； (3) 提交實習(xí)報告（打?。? (4) 以選課班級為單位提交光盤; (5) 內(nèi)容有創(chuàng)新的成績要高一些。 5、考核標(biāo)準(zhǔn)包括： （1）根據(jù)設(shè)計題目的要求，計算初級像差，得到初級光學(xué)參數(shù)（30%） （2）利用光學(xué)設(shè)計軟件能重現(xiàn)所設(shè)計的光學(xué)系統(tǒng)。對初級結(jié)果進行優(yōu)化，得到較理想的設(shè)計結(jié)果。（40%） （3）總結(jié)報告（30%） 六、設(shè)計報告書寫要求 (1) 按照要求書寫設(shè)計報告； (2) 要求報告層次結(jié)構(gòu)清晰、圖表完整、語言通順、字跡工整。 七、驗收要求 (1) 運行所設(shè)計的系統(tǒng)； (2) 回答有關(guān)問題； (3) 提交實習(xí)報告（打?。? (4) 以選課班級為單位提交光盤; (5) 內(nèi)容有創(chuàng)新的成績要高一些。 八、考核方式和方法 通過設(shè)計答辯方式，并結(jié)合學(xué)生的動手能力，獨立分析解決問題的能力和創(chuàng)新精神，總結(jié)報告和答辯水平以及學(xué)習(xí)態(tài)度綜合考評。成績分為優(yōu)、良、中、及格和不及格五等。 評定成績 = 平時出勤（20%）+設(shè)計報告（30%）+驗收和答辯（50%） 大綱撰寫人： 大綱審閱人： 學(xué)院負(fù)責(zé)人： 修訂日期：2010年9 月 10 日 14