VIP10

本课程属于：032-光谱仪光学设计 光学光电与激光工程 · 共 10 门相关课程，组合学习更完整。

查看所属VIP全部课程 →

← 返回所属目录咨询 / 购买

光谱仪光学系统建模与仪器装调

📚 共计 30 章节

点击此处阅读海量试读课程：100+行业、1000+细分领域

光谱学基础与设计目标

什么是光谱仪？核心指标（分辨率、带宽、信噪比）解析，以及本课程的设计目标设定。

色散元件选型（一）：光栅基础

闪耀光栅与全息光栅的原理、效率曲线对比，以及如何根据应用场景选择。

色散元件选型（二）：棱镜与F-P干涉仪

色散原理、材料选择（如BK7、熔融石英），以及它们在紫外/可见/近红外波段的适用性。

棱镜干涉仪

光学系统架构

Czerny-Turner、Echelle、Fourier Transform等主流架构的优缺点分析，以及如何根据指标选择架构。

准直与聚焦系统设计

离轴抛物面镜与球面镜的像差控制，焦距与F数的匹配，以及我常用的设计流程。

狭缝与入射系统

狭缝宽度对分辨率与光通量的影响，入射光纤的耦合效率计算，以及我在项目中踩过的坑。

探测器选型与匹配

CCD、CMOS、InGaAs阵列的量子效率、暗电流、读出噪声对比，以及如何与光谱范围匹配。

探测器选型

光路仿真入门（Zemax基础）

搭建第一个Czerny-Turner模型，设置光源、镜片、光栅，以及初步优化。

像差分析与优化

球差、彗差、像散的来源与校正方法，如何在Zemax中使用操作数进行优化。

分辨率优化实战

通过调整光栅刻线密度、焦距、狭缝宽度来达到目标分辨率，附一个我调过的案例。

分辨率实战

杂散光分析与抑制

杂散光的来源（镜面散射、光栅鬼线）、挡光板与光阑设计，以及我常用的TracePro仿真技巧。

杂散光抑制

偏振效应与消偏设计

光栅与棱镜的偏振敏感性，消偏器（如Lyot消偏器）的原理与集成方法。

温度稳定性设计

光学材料的热膨胀系数、折射率温度系数，以及无热化设计（如使用低膨胀材料）。

温控无热化

机械接口与公差分析

镜片安装、光栅调节架的机械公差，以及蒙特卡洛公差分析在Zemax中的实现。

光谱定标方法

波长定标（汞灯、氖灯）、强度定标（标准光源），以及定标曲线的拟合（多项式拟合）。

光谱数据处理基础

去噪（Savitzky-Golay滤波）、基线校正、峰值检测算法，以及Python实现示例。

数据处理Python

光纤光谱仪设计案例（一）

针对可见光波段（400-800nm）的紧凑型Czerny-Turner设计，从指标到光路。

案例可见光

光纤光谱仪设计案例（二）

机械结构设计、3D打印外壳验证，以及我组装第一台样机时的教训。

高分辨率光谱仪设计案例

针对拉曼光谱（1cm⁻¹分辨率）的Echelle架构设计，包括光栅级次分离。

高分辨率拉曼

微型光谱仪设计

基于MEMS光栅或线性可变滤光片（LVF）的超小型设计，以及我在手持设备项目中的经验。

多通道光谱仪设计

同时覆盖紫外-可见-近红外（200-2500nm）的多探测器拼接方案，以及光路分束设计。

多通道拼接

成像光谱仪基础

推扫式与凝视式成像光谱仪的光学设计要点，以及Offner架构的优缺点。

成像光谱仪设计案例

针对无人机载高光谱成像的Offner设计，包括狭缝长度与探测器匹配。

无人机高光谱

光谱仪性能测试与验证

分辨率测试（用汞灯）、信噪比测试、杂散光测试，以及我常用的测试流程。

光学镀膜与滤光片

增透膜、长通/短通滤光片、带通滤光片的设计与选择，以及镀膜对透过率的影响。

镀膜滤光片

光栅制作与复制工艺

全息光栅的曝光工艺、复制光栅的精度限制，以及如何与厂家沟通参数。

光谱仪系统集成与调试

光路对准、探测器同步、数据采集卡配置，以及我调试时常用的技巧。

光谱仪软件架构

基于Python的仪器控制（PySerial、PyVISA）、数据采集与实时显示（PyQtGraph）。

光谱仪校准与认证

NIST可追溯校准、波长准确度验证、以及ISO标准（如ISO 9001）对设计的影响。

前沿趋势与进阶方向

片上光谱仪（基于超表面）、计算光谱学（压缩感知）、以及AI辅助光谱分析。