01
光学测量基础
光的本质、光谱与波长、光度学与辐射度学基本概念、光学测量系统组成
基础概念
02
常见光学测量仪器
光谱仪、光度计、色度计、成像亮度计、激光测距仪的原理与选型
仪器选型
03
测量数据采集
传感器接口(USB/GPIB/以太网)、数据采集卡配置、采样率与分辨率设置、触发模式
采集硬件
04
Python环境搭建
Anaconda安装、虚拟环境创建、Jupyter Notebook配置、常用光学库安装
Python环境
05
数据读取与清洗
CSV/Excel/TXT读取、缺失值处理、异常值检测(3σ/IQR)、数据归一化
清洗预处理
06
光谱数据可视化
matplotlib绘制光谱曲线、多曲线叠加、峰值标注、半高宽(FWHM)计算与标注
光谱可视化
07
色度学计算
CIE 1931色度图、色坐标(x,y)、相关色温(CCT)、显色指数(CRI)计算
色度CIE
08
光度学计算
光通量、照度、亮度、发光强度计算、余弦校正、积分球数据处理
光度计算
09
二维数据可视化
热力图(heatmap)、等高线图(contour)、伪彩色图(pcolormesh)、3D曲面图
二维绘图
10
时间序列分析
光强随时间变化曲线、FFT频谱分析、滤波(低通/带通)、趋势提取
时序FFT
11
统计分析与报告
均值、方差、标准差、直方图、箱线图、正态性检验、统计摘要表生成
统计报告
12
自动化报告生成
ReportLab库基础、PDF页面布局、表格与图表嵌入、页眉页脚设置
PDFReportLab
13
模板化报告
Jinja2模板引擎、HTML报告模板、CSS样式定制、批量报告生成
模板Jinja2
14
Excel报告输出
openpyxl库、多sheet管理、图表嵌入Excel、条件格式、数据透视表
Excelopenpyxl
15
交互式可视化
Plotly基础、交互式光谱图、缩放/平移/悬停提示、离线HTML导出
交互Plotly
16
Dash仪表板
Dash框架搭建、回调函数、实时数据更新、多页面布局、部署到服务器
仪表板Dash
17
图像处理基础
OpenCV读取相机图像、ROI提取、滤波去噪、边缘检测、特征提取
OpenCV图像
18
机器视觉测量
标定板识别、尺寸测量、角度测量、圆度检测、缺陷检测
视觉测量
19
激光三角法测量
原理、点云数据读取、距离计算、精度分析、误差补偿
激光三角法
20
干涉测量数据处理
条纹图分析、相位解包裹、波面重建、Zernike多项式拟合
干涉相位
21
偏振测量
Stokes参数计算、Mueller矩阵、偏振度/偏振角、偏振成像可视化
偏振Mueller
22
光纤传感数据
FBG波长解调、温度/应变标定曲线、多点传感数据融合、告警阈值设置
光纤FBG
23
多光谱/高光谱数据处理
数据立方体可视化、波段选择、光谱角匹配(SAM)、分类图生成
高光谱SAM
24
数据质量控制
重复性/再现性分析(GR&R)、测量不确定度评定(GUM法)、控制图(Xbar-R)
质量GR&R
25
数据库存储
SQLite/MySQL存储测量数据、ORM(SQLAlchemy)操作、查询与导出、数据版本管理
数据库SQLAlchemy
26
API数据接口
RESTful API设计、Flask搭建测量数据服务、JSON/XML数据交换、Token认证
APIFlask
27
自动化测试
pytest测试框架、测量算法单元测试、数据一致性测试、CI/CD集成
测试pytest
28
性能优化
NumPy向量化、Numba加速、多线程/多进程数据采集、内存管理技巧
优化Numba
29
项目实战一：LED光源综合测试系统
光谱+色度+光度+热分析，完整报告生成
实战LED
30
项目实战二：激光光束质量分析系统
M²因子测量、束腰位置、发散角、光束轮廓3D可视化
实战激光