01
光学基础回顾
几何光学三大定律(反射、折射、费马原理)、近轴光学与符号规则、理想光学系统概念。
反射折射费马
02
光学元件认知(一)
透镜(球面/非球面/柱面)、反射镜(平面/球面/抛物面)的参数与选型。
透镜反射镜选型
03
光学元件认知(二)
分光元件(分束镜/偏振分束器/二向色镜)、滤光片(带通/长通/短通/中性密度)、波片与偏振片。
分束滤光片波片
04
机械件入门
光学导轨与面包板、接杆与镜架(调整架/倾斜台/旋转台)、光阑与狭缝。
导轨镜架光阑
05
光源与探测器
常见光源(激光器/LED/卤素灯/氘灯)、光电探测器(光电二极管/CCD/CMOS/PMT)、光谱仪基础。
光源探测器光谱
06
光路搭建安全规范
激光安全等级与防护、光学平台操作规范、化学与电气安全。
激光安全规范防护
07
光路对准基础
共轴调节(激光准直与光轴标定)、光束高度与角度控制、使用剪切干涉仪或自准直仪。
共轴准直自准直
08
透镜成像系统搭建
单透镜成像(物距像距关系)、双透镜系统(扩束/缩束/4f系统)、像差观察与补偿。
透镜4f像差
09
干涉系统搭建(一)
迈克尔逊干涉仪——光路搭建、条纹观察与定域、测量波长。
迈克尔逊干涉波长
10
干涉系统搭建(二)
马赫-曾德尔干涉仪——光路搭建、相位调制与测量。
马赫-曾德尔相位
11
偏振光学系统搭建
偏振态产生与检测(起偏器/检偏器/波片)、偏振干涉、旋光效应测量。
偏振波片旋光
12
光谱系统搭建(一)
光栅光谱仪——入射狭缝、准直镜、光栅、聚焦镜、探测器对准。
光栅光谱仪对准
13
光谱系统搭建(二)
傅里叶变换光谱仪——迈克尔逊干涉仪型FTIR搭建与数据处理。
FTIR傅里叶干涉
14
显微成像系统搭建
无限远校正显微系统——物镜、管镜、照明系统(科勒照明)对准。
显微科勒照明无限远
15
激光共聚焦系统搭建
点扫描共聚焦——针孔对准、扫描振镜同步、信号收集。
共聚焦针孔振镜
16
全息记录与再现系统搭建
离轴全息光路——分束、扩束、物光与参考光干涉、干板记录。
全息离轴干涉
17
光纤耦合系统搭建
单模/多模光纤耦合——透镜选型、耦合效率优化、光纤准直器使用。
光纤耦合准直器
18
空间滤波与4f系统搭建
透镜傅里叶变换性质、4f系统搭建、低通/高通/带通滤波实验。
4f空间滤波傅里叶
19
光束整形系统搭建
高斯光束扩束与准直、平顶光束生成(微透镜阵列/衍射元件)、光束匀化。
光束整形平顶匀化
20
光学测量系统搭建(一)
自准直法测角度、激光三角法测距、干涉法测微位移。
自准直三角法干涉
21
光学测量系统搭建(二)
马赫-曾德尔干涉测折射率、光谱法测薄膜厚度。
折射率薄膜光谱
22
超快光学系统搭建基础
飞秒激光器使用注意事项、色散补偿(棱镜对/光栅对)、自相关仪搭建。
飞秒色散自相关
23
非线性光学系统搭建
倍频(SHG)光路——相位匹配、聚焦条件、倍频效率优化。
倍频SHG相位匹配
24
自适应光学系统基础
波前传感器(Shack-Hartmann)对准、变形镜控制、闭环校正演示。
自适应波前变形镜
25
光学系统仿真与设计辅助
使用Zemax/OpticStudio进行光路模拟、公差分析、与实验对照。
Zemax仿真公差
26
系统集成与调试策略
多模块系统联调(如光谱+成像)、振动隔离、热漂移补偿。
联调隔振热漂移
27
光学系统性能评价
MTF测量、点扩散函数(PSF)测量、信噪比与动态范围评估。
MTFPSF信噪比
28
常见故障排查与解决
光路漂移、耦合效率下降、干涉条纹不稳定、杂散光抑制。
故障杂散光稳定
29
实验记录与文档规范
光学实验记录本要求、光路图绘制标准(ISO 10110)、数据管理。
记录ISO 10110数据
30
综合实战项目
搭建一套微型光谱仪或一台简易干涉显微镜,从设计、搭建到测试全流程。
实战光谱仪干涉显微