基于虚拟仿真“现代工程光学”教学内容的探索

图 5 是利用 Zemax 软件仿真，也是通过当物面的轴外点发出子午光线和弧矢光线入射时，经过一个正透镜折射后的光线传播情况，得到的关于“轴外光线对在像空间关于主光线对称的对称性被打破”的概念图像化；为了更简洁直观，分别设置了 3 条光线，最中央的是主光线，两侧两条光线是全孔径光线对，在（a）（b）中分别表示了轴外子午光线对与轴外弧矢光线对的成像情况，可以明显看出，物空间中它们都关于主光线对称的，而在像空间关于主光线对称的对称性消失了（图中画圈之处），而且子午平面和弧矢平面内的这两条光线都相对于中央的主光线存在一定的偏离量，从而就可以轻松地引入与这个偏离量有关的“彗差”的概念教学。

2.4 光的干涉理论及其图样的改变

物理光学中的学习内容具有理论性较强的特点，公式推导较多，其中，关于干涉理论中除了有关的理论公式较多以外，一些重要的概念，比如“等倾干涉”与“等厚干涉”的理解也容易混淆，因此，可以通过 Zemax 软件仿真的双光束干涉系统及其干涉图样，使学生直观地理解相应的理论知识及其特点。

利用 Zemax 软件的多重结构功能，可以建立双光束的干涉系统，如图 6（a）所示，点光源通过准直透镜发出平行光束入射，先通过半透半反的分光棱镜，分成两路光：一路光透射至平面反射镜 M1，然后经 M1反射再通过分光棱镜的反射最后到达探测屏；另一路光反射至平面反射镜 M2，然后经 M2 反射再通过分光棱镜的透射最后也到达探测屏，当这两路光满足干涉条件就可以在探测屏上产生相应的干涉图样。这两路光可分别称为参考光路和测试光路（被测件位于该光路中），图 6（b）是 Zemax 软件中分别建立的两个结构，对应于参与干涉的双光路。