01
光学测量系统概述
基本原理、干涉仪/光谱仪/激光测距仪、系统组成与信号流程
基础系统
02
光电探测器基础
光电效应、PD/CCD/CMOS/PMT、噪声模型与选型
器件噪声
03
数据采集硬件
DAQ选型、奈奎斯特定理、量化编码、触发同步
硬件采样
04
信号调理电路
前置放大、滤波电路、阻抗匹配、差分信号
模拟电路
05
Python环境搭建
Anaconda、Jupyter、NumPy/SciPy/Matplotlib、虚拟环境
Python环境
06
NumPy基础
数组创建、矩阵运算、广播、随机数、线性代数
数值数组
07
数据可视化基础
Matplotlib绘图、折线/散点/直方/频谱、样式定制
绘图Matplotlib
08
数据采集接口编程
PySerial、PyVISA、NI-DAQmx、数据流读取
接口串口
09
信号预处理
去趋势、归一化、平滑滤波、异常值检测
预处理滤波
10
数字滤波器设计
FIR/IIR、SciPy设计、零相位滤波、性能评估
滤波器DSP
11
傅里叶变换与频谱分析
FFT、频谱泄露、窗函数、功率谱、STFT
频谱时频
12
相关分析与时延估计
自相关/互相关、时延估计、相位测量、锁相放大
相关时延
13
曲线拟合与参数估计
最小二乘、Levenberg-Marquardt、置信区间、拟合优度
拟合优化
14
干涉信号处理
干涉条纹、相位解包裹、傅里叶变换法、移相算法
干涉相位
15
光谱数据处理
光谱定标、基线校正、峰值检测、去卷积、波长校准
光谱校准
16
图像传感器数据处理
CCD/CMOS读取、暗场/平场校正、坏点修复、增强
图像传感器
17
激光测距信号处理
ToF算法、相位法测距、多脉冲平均、精度分析
激光测距
18
数据存储与管理
HDF5、CSV/Excel、SQLite、数据压缩
存储数据库
19
实时数据采集系统
多线程、缓冲区、实时显示、丢包处理
实时多线程
20
自动化测量流程
仪器控制、序列编排、条件循环、异常日志
自动化控制
21
测量不确定度分析
误差来源、A/B类评定、合成/扩展不确定度
不确定度计量
22
系统校准与补偿
系统误差建模、多点校准、温度补偿、非线性校正
校准补偿
23
光学系统像差分析
波前传感、Zernike拟合、像差系数、斯特列尔比
像差波前
24
偏振光学测量
穆勒矩阵、斯托克斯参数、偏振态分析、退偏处理
偏振矩阵
25
光纤传感信号处理
光纤光栅解调、OTDR、布里渊频移、分布式传感
光纤传感
26
多传感器数据融合
时间同步、坐标变换、加权平均、卡尔曼滤波
融合卡尔曼
27
机器学习在光学测量中的应用
特征提取、SVM/随机森林、回归预测、异常检测
ML分类
28
测量系统性能评估
SNR计算、动态范围、重复性/再现性、分辨率
性能测试
29
GUI测量软件设计
PyQt5/Tkinter、实时波形、参数配置、数据导出
GUIPyQt
30
综合项目实战
迈克尔逊干涉仪：硬件连接、采集、处理、可视化、报告
项目实战