首次订单光学系统设计课程介绍与评测

在现代科技飞速发展的今天，光学仪器已成为我们生活中不可或缺的一部分。从矫正眼镜到医疗内窥镜，从手机摄像头到环绕轨道的天文望远镜，这些光学系统帮助我们更好地感知和理解世界。Coursera平台上的《首次订单光学系统设计》课程，为我们提供了一个深入学习光学系统设计基础的绝佳机会。

这门课程也可以作为学分课，属于科罗拉多大学博尔德分校（CU Boulder）电气工程硕士学位的 ECEA 5600 课程。通过本课程，学生将能够运用简单的数学和图形技术，对光学系统进行初步设计，奠定深入理解更复杂光学设计的基础。

### 课程大纲概述

1. **几何光学导论**
在这一模块中，学生将学习如何通过光线来描述光在空气和材料中的运动。同时，课程概述提供了关于课程目标和如何充分利用课程材料的提示。课堂讲解结合视频中的问题、实验演示、PhET 互动演示以及练习题，确保学生能够积极参与到学习中。

2. **在 OpticStudio 中的光学系统设计**
此模块将教会学生如何将光学系统的描述输入到 OpticStudio 中，并使用各种计算和图表分析该系统的性能，最终通过定义优点函数和搜索变量来优化设计。

3. **首次订单光线追踪**
本模块应用斯涅尔定律（Snell’s Laws）分析透镜和镜子的曲面接口。学生将学习计算薄透镜和镜子系统的图形工具和数学工具，这一基础对于构建更复杂的光学系统至关重要。

4. **厚光学及镜子**
这一模块将对前一模块的分析进行扩展，考虑现实中厚透镜的影响。学生将学习如何将这些因素输入到光学系统的分析与设计中。

5. **多元件系统的首次订单光线追踪**
针对多元件光学系统，本模块将应用之前介绍的数学工具，使分析过程更快更高效。学生将学习如何使用矩阵乘法级联多个透镜系统。

通过这些学习模块，学生不仅能掌握光学系统的基本设计原理，还能借助现代软件工具进行实际操作，为未来的学习和研究打下良好的基础。如果您对光学有浓厚的兴趣，或者希望在光学领域中大展拳脚，这门课程无疑是一个理想的选择。