1. 光学设计和光学仪器的发展史
2. 对光学系统的基本要求、指标  
3. 高斯光学
光学表面对光线偏折，光路计算，近轴光线，像差，物像关系，薄透镜，拉氏不变量，光管，传输耦合的基本条件，近轴光路计算，ABCD矩阵，光焦度和主平面。
4. 像差理论
球面的球差，球差零点，球差与折射率，初级球差，正弦条件，彗差，透镜弯曲，主光线，主光线光路像差，畸变，像散，像面弯曲，初级像差理论，像差与光阑移动，像差与物面移动，色差，光学玻璃和晶体，二级光谱，薄透镜组，非球面，校正像面弯曲的措施，可能校正的像差与不可能校正的像差，轴对称与非轴对称。
5. 为何有多种不同结构的光学系统：望远镜、显微镜、照相物镜、目镜、光刻物镜。
6. 成像质量
衍射，点扩散函数和像差，能量集中度，分辨能力，伪分辨，光学传递函数，星点检验，杂光，降低杂光的措施，鬼像。
7. 光学设计软件的基本功能
* 成像质量的计算和分析：光学系统结构数据输入，孔径，视场，波长，表面模型，玻璃表，玻璃模型，光阑，望远镜系统，Analysis包含的项目计算，像差量级不同时要用不同方法分析。
* 结构优化（Optimization）：变量选择，优化目标函数选择，内定目标函数调出，限制边界条件，Tools和Solves的作用，如何改变优化过程。Global Optimization 。
*公差计算，内定的公差初值，初值修改，公差计算，根据各变量的灵敏度修改公差，放宽公差的可能性，公差和成本，机械固定和装校的原则，美国标准，ISO
8. 设计的例子
单透镜：焦距控制，视场选择，目标选择。
消色差透镜组：色差和玻璃、校正像差的可能性。
非球面单透镜：优化步骤的影响。
LensView对光学系统的分类，浏览。
高倍显微物镜：从专利出发，修改内容目标函数，边界条件。
双高斯物镜：从专利出发，变量的变动，玻璃作为变量。