想要成为一个光学设计工程师要有的基本素质和理论基础...

橘子和弦 · 发表于 2021-12-14 15:56:22

泻药，楼上的回答一句很详细了，关于照明设计是否归属于光学设计范畴的问题，我只能说，当你就业的时候，照明设计也是愿意招收光学设计专业的人，但是我觉得照明设计还有很大一部分是关于外观设计的内容，这些内容就和光学没有太大关系了。透镜设计及透镜组设计应该可以算作是比较纯粹的光学设计。
基本素质和理论基础应该是懂的几何光学和物理光学，包括傅里叶光学吧，然后就是会用光学设计软件了，剩下的更多是经验的积累，光机电设计时，更多的需要权衡电学和机械部分与光学部分的关系，这一点在书本上很难学到。

发表于 2021-12-14 16:01:49

最重要的是耐心以及设计遇到瓶颈不会有砸电脑的冲动

chen012234 · 发表于 2021-12-14 16:07:16

本人还是在校的本科生，如果回答有不妥之处还请指正~~ ^_^
有些人把照明设计也算做光学设计，这方面我不了解，等大神来回答吧。
=========================我是分割线==================================
这个问题太大了，我尽量由浅入深来回答吧。
首先当然是几何（应用）光学的知识。近轴光各参数的计算、光路计算、初级像差的概念、几种基本光学结构、PW法、像质评价等等，课本上的内容我就不多讲了。然后如果有志与从事光学设计行业的话，一些比较复杂的光学系统应该也是要了解一下的。
然后要熟悉 Zemax 或者类似的 CodeV 等光学设计软件。现代复杂的光学设计都是在这种成熟的软件环境中进行的，手工计算几乎不可能。我所谓的熟悉就是独立完成几项光学设计，包括但不限于参数的修改、生成的图表和像差参数的阅读、像差的修正等。像我们学校的话，本科生只要完成几何光学层面上的设计就可以了。光学设计的话，找一个靠谱的光学结构作为基础进行设计。此外，懂得查找文献专利、懂得如何正确使用 google，学好英语等都是老生常谈了。
必须要说明的是，光学设计需要的知识涵盖了光机电三个学科的方方面面，一个成熟的工程师肯定要尽量面面俱到。但是对大多数本科生来说，光学涉及大量的数理知识，“跳级”学习并不容易。个人建议还是一步步来。
接下来是电动力学，有些学校可能没有，或者叫做电磁学。这是一门比较抽象的理论课，主要是为了学习接下物理光学等专业课程打基础，不多说。
再然后是物理光学和激光原理的内容。物理光学应该是光学专业最重要的课程了，你用 zemax 的话就会发现里面有不少参数设置跟物理光学有关的。激光原理则是要熟悉高斯光束的原理应用，毕竟激光光学是光学实验的基础。而要学习好这两门课程，数学知识是必不可少的，包括但不限于微积分、线性代数、数理方程。
最后是关注最新的科研进展。我对光学设计不感兴趣，但是我比较关注近年来 Ray Tracing 技术的大规模应用。当时我们一个大牛老师就说过，不懂光线追踪应用光学就白学了。当然，我还是默默地去填计算机图形学和图像处理算法的大坑吧。
最后的最后，很俗气地送一句话：有志者事竟成。祝好。

bandao · 发表于 2021-12-14 16:12:43

先说一下，光学设计师是个很好的职业，只要你能HOLD住。
应用光学是首选，应用光学有讲像差理论，这个是关键
再就是说基本素质，其实也是做为一个工程师的基本素质
因为光学设计，是个漫长的过程
比如说显微镜物镜的设计吧
你很精通应用光学，很精通相应软件，离设计还差很远
你还得懂光学冷加工工艺
还得了解行业基本知识
。。。。。。
这个漫长过程，还包括，即使你设计了一款镜头，比如5片镜片，那需要做磨具，做光学样板，再加上光学冷加工，镀膜，最后完成，一般几个月
你还得配上机械结构
最后装调好后，一般出现两个情况，符合设计，或者不符合设计
符合设计的话，恭喜你，但是现在只是试造，还有做小批量的生产，还有大批量的生产，都可能有潜在的问题存在
如果不符合设计，你就惨了，看你自己找问题的能力了
。。。。。。
在你工作了10年，也许设计的就那几款镜头

发表于 2021-12-14 16:18:10

我觉得大多数光学专业的本科生都不知道什么是光学设计，更别提后面的工程师三个字了，理论基础决定上层建筑，这句话用在光学上绝对是真理，只有懂了理论并且掌握了理论，你才能很享受光学设计带给你的快乐，光学设计是一门很深奥的学科，有些人学了一两年觉得自己已经入门了，其实他还没有看见光学设计的大门，有一位群里面的大牛好友，自己感慨，干光学设计7，8年了，才感觉自己刚刚入门，我觉得能称得上是光学设计工程师的人是很少的。
光学设计是一个非常需要经验技能，在你没有经验的时候，你能做的就是好好学习理论基础，泛泛的看书是没有用的，用一年的时间把张以膜的应用光学看完，就有了一定的理论基础，zemax和codev只是一种工具，我个人认为zemax只是一个计算器，光学设计的计算器。我也是个菜鸟，对什么电啊基本一窍不通，只了解点光学设计和机械方面的知识。
就单纯光学设计来说，我觉得先要掌握理论基础，PWC法不一定要用在实际的设计过程中，但是PWC法对于光学理论的掌握还是很有用的，应光物光的学习是必须的，然后就是对各种类型的光学结构的了解以及各种类型的光学结构的演变，当然这都是不容易的，没有几年的功夫也是不可能掌握的
光学设计是一个不能让你一夜暴富，但是可以养活你一辈子
想到哪里说哪里~~

lxw13510565958 · 发表于 2021-12-14 16:23:37

和客户的交流能力，对设计要求的合理性判断能力，像差校正手段，公差分配技巧，以及对冷加工工艺的了解。
光学设计是否成功，重要的是光路设计的两端，是否控制的好：最初的交流是否顺畅、有效，最后的加工验证是否成功。
掌握理论、软件，这是再基本不过的技能了。只掌握这些，并不能认为已学会光学设计了。

小伊豆 · 发表于 2021-12-14 16:29:04

本人从事LED照明光学设计。简单来说就是一些反光杯和透镜制作，当然也有其他的光学系统。基本原理很简单，就是基本的几何光学，光度学和色度学。主要使用软件有lighttools，tracepro，optisworks等进行光学模拟仿真。和一些三维建模软件。
当然，类似的行业有导光板设计，车灯设计等，不同行业使用的软件可能不同，不过基本原理都是大同小异，和成像光学还是有很大差异的。
第一次回答专业相关，说的不好请见谅。如有问题可以私信了解。

luckyliu · 发表于 2021-12-14 16:34:31

知乎上成像光学设计的牛人很多，我就不班门弄斧了。工作之后主要做的是照明类，所以就聊这方面的：软件虽然是工具，但是特殊领域的光学设计还是得由软件协助完成，特别是车灯设计，车灯的光学设计已经不是简单基于标准面或者非球面了，基于nurbs建模结合光学算法，一些车灯软件能够直接生成想要结果。大的车灯公司诸如马瑞利（子品牌就是automotive lighting,简称al），海拉，法雷奥在很早就有比现在商业软件更为方便的内部软件。lighttools新版本也为此增加类似lucidshape的功能。此外软件的设置虽然大同小异，但是理解对应的理论模型会对同时掌握多个软件有很大的好处。
做照明不可避免的会和大量的光源，特别是led光源，打交道。光度学知识只是一个合格光学工程师一小部分，光源的光学特性（包含光谱以及与电相关的光源参数）都是需要熟练掌握的，特别是光谱、cie标准以及材料选择（不同颜色或者透过率），让我觉得与光学相关的颜色理论也是工作中需要的。
相比于成像光学，照明光学会感觉简单些，现在从业人数也比较多。胡乱几笔，逻辑顺序比较差，希望对楼主有所帮助。

莫名其妙a · 发表于 2021-12-14 16:39:58

光学系统设计，航天科工集团8358所翻译，这本书全看懂了大概入门了吧。

lxw13510565958 · 发表于 2021-12-14 16:45:25

谢邀，我不是光学专业出身，日常使用zemax完成的工作也比较简单，基本都是non-sequential的模拟，可能无法提供深入的建议。楼上提到张以膜的书，没看过，据说很多印刷错误。我推荐《现代光学工程》译本。另外对于工业界来说，使用专业软件是一件时间成本很高的事情，扎实迅速的手算能解决很多问题，这跟实用软件一样需要积累。

想要成为一个光学设计工程师要有的基本素质和理论基础...

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