光电仪器设计

本课程传承经典设计理论,追踪光电技术前沿,面向测量行业应用,教你怎样设计好光电仪器。

开设学校:清华大学;学科:工学、

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光电仪器设计课程列表:

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第1章 绪论

-1.1 为什么要学光电仪器设计

--1.1为什么要学光电仪器设计

-1.2 课程简介

--1.2 课程简介

-1.3 学习方法和课程要求

--1.3 学习方法和课程要求

第2章 仪器误差分析和分配

-2.1 误差基本概念

--2.1 误差基本概念

-2.2 误差表示方法

--2.2 误差表示方法

-2.3 实验设计方法

--2.3 实验设计方法

-2.4 误差分析实例

--2.4 误差分析实例

-2.5 仪器误差分配

--2.5 仪器误差分配

-第2章-仪器误差分析与分配-练习题

第3章 光电仪器设计原则

-3.1 什么是阿贝误差

--3.1 什么是阿贝误差

-3.2 阿贝误差的补偿

--3.2 阿贝误差的补偿

-3.3 工程应用中如何补偿阿贝误差

--3.3 工程应用中如何补偿阿贝误差

-3.4 光学自适应原则

--3.4 光学自适应原则

-第3章-光电仪器设计原则-练习题

-第2~3章讨论题Q1-光栅尺的阿贝误差

-第2~3章讨论题Q2-组合位移台的阿贝误差计算

-第2~3章讨论题Q3-三坐标测量机的阿贝误差

-第2~3章讨论题Q4-自适应空气折射率修正

辅助内容:光学实验基本技能

-A1 走进光学实验室

--A1 走进光学实验室

-A2 调整光线与导轨平行

--A2 调整光线与导轨平行

-A3 针孔滤波和光束的扩束准直

--A3 针孔滤波和光束的扩束准直

-A4 干涉实验

--A4 干涉实验

-A5 光纤耦合

--A5 光纤耦合

第4章 干涉仪

-4.1 泰曼格林干涉仪与双频干涉仪

--4.1 泰曼格林干涉仪与双频干涉仪

-4.2 双频干涉仪的位相测量方法

--4.2 双频干涉仪的位相测量方法

-4.3 双频激光干涉仪的组成与使用

--4.3 双频激光干涉仪的组成与使用

-4.4 神奇的角锥棱镜和猫眼反射镜

--4.4 神奇的角锥棱镜和猫眼反射镜

-4.5 平面镜干涉仪

--4.5 平面镜干涉仪

-4.6 几何量测量用干涉仪

--4.6 几何量测量用干涉仪

-4.7 干涉仪安装

--4.7 干涉仪安装

-访谈 双频激光干涉仪开发过程中的点点滴滴

--访谈:双频激光干涉仪开发过程中的点点滴滴

-4.8 菲索面形测量干涉仪

--4.8 菲索面形测量干涉仪

-4.9 面形测量干涉仪新进展

--4.9 面形测量干涉仪新进展

-4.10 菲索干涉仪使用

--4.10 菲索干涉仪使用

-第4章-干涉仪-练习题

-第4章讨论题Q1-双频干涉仪的分光镜

-第4章讨论题Q2-角度&位移同时测量

-第4章讨论题Q3-多波长测台阶高度

-第4章讨论题Q4-激光跟踪仪

第5章 光谱仪

-5.1 光谱仪分类与指标

--5.1 光谱仪分类与指标

-5.2 与能量相关的指标

--5.2 与能量相关的指标

-5.3 全息光栅色散型光谱仪

--5.3 全息光栅色散型光谱仪

-5.4 中阶梯光栅色散型光谱仪

--5.4 中阶梯光栅色散型光谱仪

-5.5 傅立叶变换光谱仪

--5.5 傅立叶变换光谱仪

-5.6 傅立叶变换光谱仪的参数计算

--5.6 傅立叶变换光谱仪的参数计算

-5.7 外差型傅立叶变换光谱仪

--5.7 外差型傅立叶变换光谱仪

-5.8 空间调制傅立叶变换光谱仪

--5.8 空间调制傅立叶变换光谱仪

-5.9 原子吸收分光光度计使用

--5.9 原子吸收分光光度计使用

-5.10 紫外分光光度计使用

--5.10 紫外分光光度计使用

-访谈 浅谈国产光谱仪的发展

--访谈:浅谈国产光谱仪的发展

-第5章-光谱仪-练习题

-第5章讨论题Q1-中阶梯光栅光谱仪的特性

-第5章讨论题Q2-平面光栅光谱仪设计

-第5章讨论题Q3-傅里叶变换光谱仪参数计算

-第5章讨论题Q4-立体眼镜设计

第6章 显微镜

-6.1 显微镜发展历史

--6.1 显微镜发展历史

-6.2 典型显微图像及其功能

--6.2 典型显微图像及其功能

-6.3 显微镜的基本结构

--6.3 显微镜的基本结构

-6.4 显微镜成像原理、放大率及分辨率

--6.4 显微镜成像原理、放大率及分辨率

-6.5 物镜和目镜、成像像差

--6.5 物镜和目镜、成像像差

-6.6 光源和滤波片、照明方式

--6.6 光源和滤波片、照明方式

-6.7 显微镜的操作方法

--6.7 显微镜的操作方法

-6.8 超高分辨率受激发射耗损(STED)显微镜技术

--6.8 超高分辨率受激发射耗损(STED)显微镜技术

-6.9 相衬显微成像技术

--6.9 相衬显微成像技术

-访谈 国产显微镜发展历程

--访谈 国产显微镜发展历程

-访谈 显微镜最新发展趋势

--访谈 显微镜最新发展趋势

-第6章-显微镜-练习题

-第6章讨论题Q1-瞄准显微镜光学系统设计

-第6章讨论题Q2-显微物镜的针孔滤波器

-第6章讨论题Q3-防止物镜反光的设计

-第6章讨论题Q4-共聚焦显微镜与光片显微镜

第7章 光电仪器新进展

-7.1 飞秒激光频率梳

--7.1 飞秒激光频率梳

-7.2 飞秒光梳测距1

--7.2 飞秒光梳测距1

-7.3 飞秒光梳测距2

--7.3 飞秒光梳测距2

-7.4 飞秒光梳光谱分析

--7.4 飞秒光梳光谱分析

-7.5 激光跟踪仪原理

--7.5 激光跟踪仪原理

-访谈 激光跟踪仪的发展和应用

--访谈 激光跟踪仪的发展和应用

-7.6 激光跟踪仪的功能演示

--7.6 激光跟踪仪的功能演示

-第7章-光电仪器新进展-练习题

-第7章讨论题Q1-光频梳测距的测量盲区

-第7章讨论题Q2-双光梳光谱分析

-第7章讨论题Q3-激光波长测定方法

-第7章讨论题Q4-光频梳模间拍频测距

第8章 标准器

-8.1 标准器概述与光波波长

--8.1 标准器概述与光波波长

-8.2 标尺和度盘

--8.2 标尺和度盘

-8.3 莫尔条纹的几何解释

--8.3 莫尔条纹的几何解释

-8.4 莫尔条纹的衍射光学解释

--8.4 莫尔条纹的衍射光学解释

-8.5 光栅读数头

--8.5 光栅读数头

-8.6 光栅尺参数设计和误差

--8.6 光栅尺参数设计和误差

-第8章-标准器-练习题

-第8章讨论题Q1-光栅尺的相移

-第8章讨论题Q2-两种光栅尺读数头设计

第9章 横纵向瞄准

-9.1 横纵向瞄准

--9.1 横纵向瞄准

-9.2 读数测微系统

--9.2 读数测微系统

-9.3 光电瞄准

--9.3 光电瞄准

-9.4 纵向定位概述和共焦法

--9.4 纵向定位概述和共焦法

-9.5 其他纵向定位方法

--9.5 其他纵向定位方法

-第9章-横纵向瞄准-练习题

-第9章讨论题Q1-光电显微镜对准方法比较

-第9章讨论题Q2-白光共焦定位系统

-思考题-设计调制式共焦系统

辅助内容:照相机与摄影

-B1 相机原理与摄影入门

--B1 相机原理与摄影入门

-B2 相机的变焦和对焦技术

--B2 相机的变焦和对焦技术

-B3 单反相机的基本操作

--B3 单反相机的基本操作

-B4 复杂场景下的拍摄技巧

--B4 复杂场景下的拍摄技巧

-B5 浅谈构图和后期处理

--B5 浅谈构图和后期处理

课程总结

-课程总结

--课程总结

-期末答疑

期末考试

-考试--期末考试

光电仪器设计开设学校:清华大学

光电仪器设计授课教师:

吴冠豪-副教授-清华大学-

吴冠豪,分别于2003年和2008年在清华大学精仪系获得学士和博士学位,2010年起在清华大学精仪系任教,2011-2012年赴日本国家计量研究所访问一年。主要承担《现代光学导论》、《光电仪器设计》、《光学测量专题实验》等课程的教学。近年来主要从事飞秒激光精密测量领域的研究,2013年入选北京市高校青年英才计划,2015年入选国际激光与光电子大会(CLEO2016) Optical Metrology Session学术委员会委员,同年受聘为日本重大探索研究计划(ERATO)Intelligent Optical Synthesizer项目技术顾问(2015-2019)

曾理江-教授-清华大学-

教授,博士生导师。2003年起担任《光电仪器设计》课主讲教师至今。研究方向为精密计量与测试,光栅制作与检测。1999年获国家杰出青年科学基金。

胡摇-讲师-北京理工大学-

胡摇,分别于2004年和2008年在清华大学精仪系获得学士和博士学位,2008年起在北京理工大学光电学院任教,2014年-2015年赴美国加州大学伯克利分校访学一年。主要从事光电精密测量领域教学和科研工作,参与讲授研究生课程《现代光电测试技术》,本科生课程《光电测控系统专项实验》、《光电仪器原理与设计》。参与编写出版《光电仪器原理与设计》教材1部;在国内外期刊及会议上发表教学论文6篇;所在教学团队被评为北京市三八红旗集体,获得北京理工大学优秀教育教学成果奖三等奖1项。2008年获得仪器仪表学会金国藩青年学子奖学金;2011年获得北京理工大学优秀青年教师资助;2013年入选北京高等学校青年英才计划项目。

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