工程光学实验与智慧农业应用

绪 论

第一章基本实验认知

1.1常用光学元件与光学仪器

1.2光学实验的观察方法

1.3光路调试技术

第二章 工程光学基础实验

实验2.1光学系统的搭建和调节基础

2.1.1共轴调节

2.1.2扩束和准直

实验2.2透镜焦距的测量

实验2.3透镜系统基点的测量

实验2.4望远系统的搭建和放大率测量

实验2.5显微系统的搭建和放大率测量

实验2.6平行光管的调整及对薄透镜焦距的测量

实验2.7星点法测量光学系统像差

实验2.8刀口法测量光学系统像差

实验2.9剪切干涉法测量光学系统像差

实验2.10干涉综合实验

2.10.1杨氏双缝千涉

2.10.2菲涅耳双棱镜干涉

2.10.3菲涅耳双面反射镜干涉

2.10.4劳埃德镜干涉

实验2.11夫琅禾费衍射实验

实验2.12菲涅耳衍射实验

实验2.13光栅单色仪

实验2.14迈克耳孙干涉仪的搭建和应用

实验2.15衍射法测头发丝直径

第三章 光学设计与仿真

3.1ZEMAX软件的简介

3.2 ZEMAX应用宝例▁▁双腔合消色差透镜的设计和优化

3.3 COMSOL Multiphysics 软件的简介

3.4 TracePro软件的应用

3.5利用MATLAB模拟光的衍射

第四章 智慧农业应用实例

4.1交叉非对称Czemy-Turner光谱仪的设计

4.2智慧农业机器人视觉镜头光学设计

4.3无人机载航拍光学系统设计

4.4智慧农业半球形超大视场广角监控镜头设计

4.5植物工厂LED二次配光的自由曲面光学系统设计

4.6作物氮素营养无损监测仪的光学系统设计

附录

附表1常用物理常量表

附表2常用光源

参考文献

本书是根据工程光学基础理论的重要知识点及其在智慧农业领域中的应用编写而成的.本书从工程化应用基础训练角度出发，共分为四章.第一章介绍基本实验认知方面的知识.第二章为工程光学基础实验，内容包括几何光学和物理光学范畴的15个实验项目，涵盖了几何光学的基本定律和成像概念，理想光学系统，光线的光路计算及光学系统的像质评价和像差测量，光学设计以及物理光学中的光的干涉、光的衍射、光的偏振和晶体光学理论基础等相关实验.第三章为光学设计与仿真，内容包括基于ZEMAX软件的光学系统设计实例，COMSOL Multiphysics软件、TracePro软件、MATLAB软件的应用实例.第四章为智慧农业应用实例，内容包括当前智慧农业应用场景中涉及的光学系统设计，这些实验强调培养学生的实验和实践技能、创新意识及解决实际问题的综合能力，达到针对工程光学课程的系统性训练的目的.

本书可用于高等学校光电信息科学与工程、测控技术与仪器、应用物理学、生物医学工程等专业的工程光学、基础光学的实验课程教材，作为支撑智慧农业课程教学及专业建设的实验课程教材，也可供相关学生及技术人员参考.