“我使用过各种商业光学设计软件解决方案，我认为 Ansys Zemax OpticStudio 对于初学者来说是最容易学习的。因此，它最适合在大学教学。当我的学生毕业并进入职场时，我相信，在某个时候，他们可能会反思自己使用该软件的经验，并将其应用到职业生活中。”
— Nathan Hagen，宇都宫大学教授
宇都宫大学教授 Nathan Hagen 向使用现有商业软件攻读光学工程硕士学位的学生介绍镜头光学设计技术。该课程混合了像差理论和实际设计技术的讲座，使用商业软件介绍和应用这些技术来进行基本的镜头设计。他的教学目标是帮助学生了解光学设计——有哪些软件可用、使用它的感觉如何以及他们可以用它做什么。通过这种教学方法，他希望培养学生在职业生涯中寻求的经验，为他们在光学设计环境中的工作提供信息。
挑战
宇都宫大学的学生迫切需要在毕业前找到掌握光学设计所需的时间。在日本，大部分培训将在毕业后进行，一旦他们成为提供大型内部培训计划的公司的员工。
与此形成鲜明对比的是，哈根教授本人在研究生阶段完成了四门与光学设计相关的讲座课程，然后才参加了他的第一门镜头设计课程。这要求他每周花大约 12 个小时（每学期 180 个小时）在课程上。然而，即使经过初步培训，哈根仍然需要更多的指导才能成为一名独立设计师并最终将他的知识传授给他的学生。
作为一名教授，哈根的任务是将他所学到的所有知识提炼成一门全面的光学设计课程，让学生在一个学期的时间内了解一系列设计原理。
教学解决方案
在整个学期中，Hagen 教授在课程中使用 Ansys Zemax OpticStudio 软件来说明和强化他的讲座所依据的许多光学设计原理。他的 90 分钟课程的前半部分是讲座，然后是使用 OpticStudio 进行的实验。在第二个 45 分钟期间，学生被要求打开软件来尝试运行讲座中显示的相同步骤序列。如果学生在某些事情上遇到困难，哈根教授会在继续教学之前帮助他们。每节课后都会布置作业，要求学生使用软件进行额外的基础光学设计。在整个学期中都会重复此类课程节奏，以在模拟驱动的环境中建立和强化光学设计原理。
Nathan Hagen 是宇都宫大学光学工程系教授，教授几何光学、辐射测量和光学系统设计课程。
宇都宫大学校园的光学研究教育中心。
好处
通过在讲座中引入 Ansys 光学仿真软件，Hagen 教授帮助学生在课堂上听到的内容与他们在虚拟环境中能够实现的基本镜头设计之间建立有意义、有价值的联系。这有助于更好地理解和保留。
通过 OpticStudio，学生通过作业获得曝光，其主题包括单透镜/光瞳的光瞳位置/透镜半径优化、向对称双合透镜添加平场透镜以及将单合透镜转换为消色差双合透镜以进一步优化。
根据课堂教学时间，定期布置作业，使学生能够获得使用光学模拟进行基本光学设计工作的额外现实经验。
设置许可证服务器使学生可以随时从校园内的任何位置访问 OpticStudio，直到课程结束，从而为他们提供充足的时间来完成和提交作业。
我们还会不时向学生提供额外的 OpticStudio 软件许可证，以支持课堂外完成的研究项目。
虽然他们的大部分培训是在毕业后在企业环境中开始的，但 Hagen 希望在课堂环境中使用 OpticStudio 的实践经验将有助于学生未来的职业成功。
哈根教授为宇都宫大学研究生进行光学讲座。
Ansys Zemax OpticStudio 中的透镜渲染是透镜设计课程作业的一部分，学生的任务是创建对称双合透镜，然后添加场平坦透镜以减少场曲。结果是 Petzval 透镜的原始形式。
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