物理光学：波动光学基础（干涉、衍射、偏振）、光的相干性、傅里叶光学初步。
像差理论：球差、彗差、像散、场曲、畸变、色差等初级像差，以及高阶像差的校正方法。
推荐教材：
《工程光学》（郁道银）
《Introduction to Optics》（Frank L. Pedrotti）
《光学系统设计》（Robert E. Fischer）
2.数学与编程基础
数学：矩阵运算（光线追迹）、微积分（优化算法）、傅里叶变换（成像分析）。
编程：Python/Matlab（用于数据分析、优化算法实现），C++（可选，用于底层光学仿真开发）。
二、光学设计软件学习
1.主流软件工具
Zemax OpticStudio：行业标准，适合镜头、成像系统设计。
Code V：强于复杂系统优化，多用于高端光学设计。
FRED/Opticad：适合杂散光分析和非成像系统设计。
免费工具：OpticStudio学生版、OSLO EDU版、开源软件（如OpenOSRA）。
2.软件学习步骤
基础操作：界面熟悉、光线追迹、像差分析。
实例练习：从简单单透镜设计开始，逐步过渡到双高斯镜头、望远系统等。
优化技巧：学习使用评价函数（Merit Function）、全局优化、公差分析。
实战案例：参考书籍《Modern Optical Engineering》（Warren J. Smith）中的案例。
三、实践项目积累
1.小型项目练习
设计一个手机镜头（关注视场、畸变、MTF）。
设计一个激光扩束系统（关注波前像差、准直性）。
设计一个显微镜物镜（NA值、色差校正）。
2.仿真与验证
使用软件进行公差分析，模拟加工误差对系统性能的影响。
结合3D建模软件（SolidWorks）导出机械结构，验证光机一体化设计。
3.实际项目参与
参与实验室或企业的光学设计项目（如VR/AR光学模组、车载镜头）。
在GitHub等平台参与开源光学项目（如自由曲面设计、计算成像算法）。
四、进阶学习方向
1.前沿技术
自由曲面光学：非对称光学设计，用于VR/AR、车载HUD。
计算成像：结合算法优化（如PSF Engineering、压缩感知）。
超表面光学：基于超构表面的纳米级光学设计。
2.交叉领域
光机热集成分析：使用ANSYS或Sigfit分析热变形对光学系统的影响。
照明光学设计：非成像光学设计（如LED照明、汽车大灯）。
五、资源推荐
1.书籍与论文
《光学设计手册》（李林）
《Field Guide to Lens Design》（Julie Bentley）
SPIE（国际光学工程学会）论文集（搜索关键词：optical design, aberration correction）。
2.在线资源
课程：Coursera《Optical Engineering》、Zemax官方培训视频。
论坛：Zemax User Forum、光学社区（如光行天下、ResearchGate光学板块）。
期刊：《Applied Optics》、《Optics Express》。
3.行业动态
关注行业展会（如Photonics West、中国光博会）。
跟踪头部企业技术动态（蔡司、尼康、华为光学实验室）。
六、职业发展建议
1.技能认证：考取Zemax或Code V认证工程师。
2.实习机会：优先选择有光学设计岗位的科技公司（大疆、华为、舜宇光学）。
3.持续学习：通过SPIE或OSA（美国光学学会）的在线研讨会更新知识。
关键总结
理论+软件+实践：光学设计是工程学科，必须通过大量案例积累经验。
从简单到复杂：先掌握单透镜优化，再挑战多组元、非球面系统。
关注行业需求：VR/AR、车载光学、机器视觉是目前热门方向。
通过系统学习和项目实践，通常需要1-2年可达到初级光学设计师水平，3-5年可独立承担复杂系统设计任务。
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