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1、像差计算程序课程设计班级：学号：姓名：摘要：本程序能计算多个面的五条光线的球差，计算之后能够输出各面球差曲线。关键词：球差 程序目录摘要I关键词I目录II第一章 绪论11.1背景及意义11.2 设计目的及要求11.2.1 设计目的11.2.2 设计要求1第二章 项目分析及介绍32.1光路计算方法32.2程序数据模型分析5第三章 程序构架63.1数据输入模块63.2计算模块73.3显示模块93.4绘图模块10第四章 总结11参考文献12第一章 绪论1.1背景及意义光路计算程序课程设计作为一个交叉学科的课程设计。程序设计是计算机专业或其他信息类专业学生的一项基本技能，应用光学是我们光信息科学与技术
2、的专业课，而光路计算是这门专业课最实际的应用。通过学习知道，手工计算光路是一项相当繁琐的任务，可以可以利用，来轻松解决光路计算。通过光路计算程序课程设计，我们不仅可以提升编程能力，更能够加深我们对光路计算以及应用光学实际的问题的理解。另外，他能还能培养我们对这种交叉学科的兴趣，以计算机为工具，加速我们光信息科学与技术专业的发展。1.2 设计目的及要求1.2.1 设计目的 运用 Microsoft Visual C+6.0，设计一款基于MFC对话框的程序，用来计算简单的光路。1.2.2 设计要求 l 能自动判断输入面数。l 面数大于3需要逐面添加结构参数l 计算五条带光的球差并绘制球差曲线，并且
3、可以查看各面各参数。第二章 项目分析及介绍2.1光路计算方法本次课程设计可只考虑近轴光和实际光的的计算。所有公式参考自【1】实际光线计算（分为无限远和有限远两种情况）： a) 有限远计算公式见图2.1图2.1 有限远实际光线光路计算公式b) 无限远计算公式见图2.2图2.2 无限远实际光线光路计算公式近轴光线光路计算公式见图2.3图2.3 近轴光线光路计算公式 复杂的系统由多个折射面构成，必须解决折射面与折射面之间的过渡问题。过渡公式如图2.4所示。图2.4 过渡公式 2.2程序数据模型分析因为要处理较多的数据，计算过程较为繁杂，所以将每个面的所有数据定位一个结构体，并且便与后续开发。并定义一
4、个这个数组的动态数组，便与用户自定面数。定义情况如图2.5所示。图2.5 单个面的所有参数 第三章 程序构架3.1数据输入模块程序为了方便默认了三个面的结构参数输入框，对于少于3个面的光学系统，可以直接输入，如图3.1所示。图3.1 输入界面如果面数大于3则需点开ToAdd按钮再右侧继续单面输入，如图3.2所示。图3.2 多面输入界面正确填入数据后即可点击“计算/列表”按钮，录入、计算、显示。自动判断面数将数组存在m_data的动态数组成员变量中。对于大于三面的光学系统，数据录入略有不同。即在点击“添加”按钮后需要在动态数组后面再新增一个结构体变量。3.2计算模块对于计算单独使用了一个类CSU
5、AN处理，使用这个类时只需传入前一个面，后一个面的各种参数即可。传入的数据将在构造函数取出。CSUAN的声明为CSUAN:CSUAN( int i, COUNTDATA* m_data1 , COUNTDATA* m_data2 )计算过程结构如图3.3所示：i=(l-r) u/r读入 R(I) , D(I) , N(I) 终结计算过渡公式(转面公式)I+1II=?klIR(I)=?L=?L=?i=h/ri=(n/n)iu=i+u-il=r+ri/u0i0i0ui=-ui=ni/nu=-il=h/uhh图3.3 计算过程在计算之前各面的各种参数中有很多是没有经过计算的空值。所以在计算一次后都将
6、新数据重新存进面结构体的动态数组中。m_data.SetAt(facenumber,newdata);这样更新的数据就可以被调用了。3.3显示模块在计算好的面结构体动态数组中，已经存放了各种数据。新建一个类CRESULT用于显示。显示用对话框如图3.4所示。3.4 显示对话框l 在其构造函数中获得数据CLightDlg* pdlg=(CLightDlg*)pParent;m_datapArray = &(pdlg-m_data);l 在上面一个表格中显示结构参数，便与用户核对。l 在下面一个表格中显示各种计算结果，包括入射角、出射角、球差、像方截距、像方孔径角。用户点击上方表格的各面结构时，在
7、下方表格可即时查看其相应数据。如果弹出了球差曲线显示对话框，可以即时查看对应面的球差曲线。效果如图3.5所示。3.5 即时查看任意面示意图3.4绘图模块绘图与3.3的显示类似，在计算好的面结构体动态数组中，已经存放了各种数据。新建一个类CPLOT用于绘图。默认点开显示窗口的“球差图像”按钮后显示最后一面球差曲线，在显示窗口的上方表格中点击相应面，可以查看相应面球差对应结果。如图3.5所示。点击图像对话框的“同时显示”按钮可以查看所有面的球差曲线。第四章 总结经过这次课程设计让我真正认识到计算机的强大计算能力，但是要用好它必须学好编程语言，这次课程设计不仅加深了对基本原理的理解，同时在不断调试程序过程中发现问题并解决问题，从而增强了编程能力。参考文献1张以谟 主编.应用光学（第三版）.北京：电子工业出版社.2008
