GCS-JHSJ 几何光学与光学设计综合实验

本系列实验以光学的概念为基础，用几何学的方法研究光在介质中的传播规律和光学系统的成像特性。内容覆 盖了工程光学的多个知识点和经典实验，与教学内容紧密结合，有助于学生系统、全面地理解几何光学的基本定律， 成像的基本概念，培养学生的基本实验能力。

◆ 知识点：

几何光学的基本定律与成像概念、理想光学系统、经典光学系统

◆ 涉及课程：

光学、工程光学、应用光学、光学设计与实验

◆ 实验内容：

·自准直测量透镜焦距实验

·二次成像测量透镜焦距实验

·光学透镜组基点测量

·望远系统的搭建和放大倍数测量

·显微系统搭建与光学系统分辨率检测

·平行光管测量凹透镜焦距

·平行光管测量凸透镜焦距

1．薄透镜焦距测量

◆ 实验内容：

·光学系统的共轴调节

2-1 GCS-JHSJ

·自准直法测定薄透镜的焦距

·二次成像法测定薄透镜的焦距

·测量数据的分析与透镜成像规律的研究

2．光学系统基点测量

◆ 实验内容：

·光学系统的共轴调节

·透镜组基点的测量

◆ 实验原理：

每个厚透镜及共轴球面透镜组都有六个基点。即两个焦点 F,F'；两个主点 H,H'；两个节点 N,N'。

3．自组望远系统的搭建和放大倍数测量

◆ 实验内容：

·望远镜的构造及原理的学习

·望远镜的搭建和放大倍数的测量

◆ 实验原理：

望远镜是帮助人们看清远处物体以便观察、瞄准与测量的一种助视仪器，通过本实验使学生更加了解望远镜原理， 自己搭建望远镜，测量相关参数。

4．显微镜搭建与光学系统分辨率检测

◆ 实验内容：

·显微镜的原理的学习

·显微镜的搭建和放大倍数及分辨能力的测定

◆ 实验原理：

显微镜主要是用来帮助人眼观察近处的微小物体，显微镜与放大镜的区别是二级放大。通过本实验使学生更了 解显微镜的原理，自己搭建显微镜，测量相关参数。

◆ 技术指标：

·LED 光源成像组件：红色，波长 623nm，发光面积 40*40mm，功耗 >1W，亮度可调，成像图案“F”，LED 点阵排列， 发光尺寸 30mm，供电电源 5V；

· 基点测量专用镜头组：包含镜组座和齿轮齿条，镜组口径 Φ40mm，镜片间距 10-180mm 可调，透镜焦距 f200mm 和 f350mm，Φ6 双杠长 200mm；齿轮齿条行程 150mm，预留 Φ12.7 的支撑座，支撑座可通过齿轮齿 条寻找节点位置；

·变换透镜：Φ25.4 ～ 50mm,f30 ～ 150mm，AR@400 ～ 700nm；

·专用接收屏：表面喷塑哑光设计，最小刻度 1mm；

·反射镜组件：表面镀铝，Φ40mm，R>95%@400 ～ 700nm；

·分辨率板：每一线条组合单元由相邻互成 45°的四组明暗相间的平行线条组成，线条间隔宽度等于线条宽度，分 辨率板最高刻线数高达 200 线对 /mm；

·平行光管：通光孔径 Ф50mm，f400，包含 50μm100μm 星孔，可更换分划板，预留 LED 光源接口和光纤束转接口；

·焦距仪测量目标物：通过光孔径 Ф8mm，表面镀铬，目标间距 1mm；

·毫米尺：10mm 可读范围，背光 LED 照明，最小刻度 1mm；

·图像设备：分辨率 768*576，CCD 图像靶面尺寸 1/3”，分辨率 420 线，灵敏度 0.05lux，传输速率 40MB/S；

·横向平移组件：正推平移台，台面 65*65mm，预留 M3，M4 转接孔，行程 ±12.5mm，千分丝杆读数，测量精度

0.001um；

·LCD 显示组件：8 英寸液晶显示组件，支持 VGA，AV，BNC 不同信号输出模式；

·精密光学导轨：1200mm（长）×100mm（宽），可搭载 GCM 系列精密光机调整部件；

·精密机械调整架：角度精度 ±4′，分辨率 0.005mm，调节机构保证等双轴等高，横向偏差 1′，纵向偏差 1′；

·光学元件：BK7 A 级精密退火材料，焦距 ±2%，直径 -0.2mm，中心偏差 3′，光圈 1-5；局部误差 0.2-0.5，面 粗糙度 60/40（Scratch/Dig），氟化镁增透膜镀膜，有效孔径 90%；

◆ 设备成套性：

加强铝反射镜、毛玻璃、干板架、分划板、目标板、节点架、标尺、分辨率板、讲义

◆ 选配清单：

光学清洁箱、实验挂图

◆ 建议课时：

4 课时