01
波前图基础
波前像差概念、Zernike多项式、波前图生成原理。
Zernike像差
02
能量集中度基础
点扩散函数(PSF)、斯特列尔比(Strehl Ratio)、环围能量(Encircled Energy)。
PSFStrehl
03
联合分析框架
波前图与能量集中度的数学关联、评价指标、分析流程。
框架指标
04
Python工具链
NumPy矩阵运算、Matplotlib波前可视化、SciPy光学仿真。
NumPyMatplotlib
05
实战案例：Zemax数据
基于Zemax导出的波前数据，计算并绘制能量集中度曲线。
Zemax曲线
06
波前数据预处理
读取Zemax/CodeV导出的ASCII波前数据、数据清洗与归一化。
CodeV清洗
07
Zernike拟合
最小二乘法拟合Zernike系数、残差分析、拟合优度评估。
最小二乘残差
08
波前图绘制
2D伪彩色图、3D曲面图、等高线图、干涉条纹模拟。
可视化干涉
09
PSF计算
基于傅里叶光学的PSF生成、采样定理、零填充技巧。
傅里叶采样
10
MTF与能量集中度
调制传递函数(MTF)与环围能量的关系、截止频率分析。
MTF截止频率
11
斯特列尔比计算
峰值强度比、衍射极限对比、像差容忍度。
Strehl衍射极限
12
环围能量曲线
积分方法、归一化半径、能量集中度阈值。
环围能量阈值
13
联合可视化
波前图与环围能量曲线并排显示、交互式联动。
联动交互
14
像差分解
球差、彗差、像散对能量集中度的独立影响。
球差彗差像散
15
公差分析
蒙特卡洛模拟、波前误差预算、能量集中度统计。
蒙特卡洛公差
16
实验数据对比
干涉仪实测波前与仿真波前的联合分析。
干涉仪实测
17
优化策略
基于能量集中度的波前校正、自适应光学初步。
自适应光学校正
18
报告生成
自动化生成PDF分析报告、图表排版、结论提炼。
PDF自动化
19
天文望远镜系统
案例分析：天文望远镜系统波前与能量集中度评估。
天文望远镜
20
激光聚焦系统
案例分析：激光聚焦系统波前与能量集中度评估。
激光聚焦
21
显微成像系统
案例分析：显微成像系统波前与能量集中度评估。
显微成像
22
高级Zernike分析
非球面项、自由曲面项、正交性验证。
非球面自由曲面
23
频域分析
功率谱密度(PSD)与能量集中度的关系。
PSD频域
24
深度学习辅助
CNN预测波前像差、端到端能量集中度估计。
CNN深度学习
25
GUI工具开发
PyQt5构建波前-能量联合分析桌面应用。
PyQt5桌面应用
26
批处理与自动化
批量处理多视场波前数据、生成统计报表。
批处理报表
27
标准与规范
ISO 10110光学元件波前公差标准、能量集中度验收准则。
ISO 10110标准
28
误差源分析
测量噪声、拟合误差、数值计算误差对结果的影响。
噪声误差
29
综合项目
设计一个完整的波前-能量联合分析软件模块。
项目模块
30
课程总结与展望
波前工程前沿、计算成像与波前编码。
前沿波前编码