本课程包括以下5部分内容:
1.仪器设计方法: 1). 仪器设计方法:介绍仪器设计发展趋势,仪器组成,分类等; 2). 误差理论:误差传递与分析,误差分配等,重点介绍阿贝误差; 3). 仪器设计原则:重点介绍阿贝原则和光学自适应原则。
2.仪器总体设计:以典型仪器为例,介绍该仪器的发展,关键技术,和总体设计需要考虑的问题。 1). 观测仪器,以显微镜为主介绍,包括相衬显微成像,高分辨荧光显微成像等。 2). 计量仪器,以干涉仪为主介绍,包括大尺寸测量,纳米测量等 3). 分析仪器,以光谱仪为主介绍,包括色散光谱仪和傅立叶变换光谱仪。
3.仪器关键部件 1). 标准器,介绍标准溯源,标准器种类,安装和调试,重点介绍光栅尺; 2). 纵向瞄准(调焦):重点介绍共焦测量,介绍双路探测和外差探测的特点; 3). 横向瞄准,重点介绍光刻中的对准技术,以及几何量测量中的一些对准技术。
4. 典型仪器发展趋势:与一些专业的仪器厂家访谈,讨论仪器现状和发展趋势。
5. 实验:1)以光学计量仪器为例,介绍一些光学实验的基本技巧、方法。2)在讨论相机的调焦、调光等基础知识之后,介绍照片的一些拍摄技巧,以及简单的后期制作。
Overview
Syllabus
- 第1章 绪论
- 1.1 为什么要学光电仪器设计
- 1.2 课程简介
- 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
- 2.2 误差表示方法
- 2.3 实验设计方法
- 2.4 误差分析实例
- 2.5 仪器误差分配
- 第3章 光电仪器设计原则
- 3.1 什么是阿贝误差
- 3.2 阿贝误差的补偿
- 3.3 工程应用中如何补偿阿贝误差
- 3.4 光学自适应原则
- 辅助内容:光学实验基本技能
- A1 走进光学实验室
- A2 调整光线与导轨平行
- A3 针孔滤波和光束的扩束准直
- A4 干涉实验
- 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
- 4.2 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
- 4.4 神奇的角锥棱镜和猫眼反射镜
- 4.5 平面镜干涉仪
- 4.6 几何量测量用干涉仪
- 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
- 4.8 菲索面形测量干涉仪
- 4.9 面形测量干涉仪新进展
- 4.10 菲索干涉仪使用
- 第5章 光谱仪
- 5.1 光谱仪分类与指标
- 5.2 与能量相关的指标
- 5.3 全息光栅色散型光谱仪
- 5.4 中阶梯光栅色散型光谱仪
- 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
- 5.7 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
- 5.9 原子吸收分光光度计使用
- 5.10 紫外分光光度计使用
- 访谈 浅谈国产光谱仪的发展
- 第6章 显微镜
- 6.1 显微镜发展历史
- 6.2 典型显微图像及其功能
- 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
- 6.5 物镜和目镜、成像像差
- 6.6 光源和滤波片、照明方式
- 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
- 6.9 相衬显微成像技术
- 访谈 国产显微镜发展历程
- 访谈 显微镜最新发展趋势
- 第7章 光电仪器新进展
- 7.1 飞秒激光频率梳
- 7.2 飞秒光梳测距1
- 7.3 飞秒光梳测距2
- 7.4 飞秒光梳光谱分析
- 7.5 激光跟踪仪原理
- 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
- 第8章 标准器
- 8.1 标准器概述与光波波长
- 8.2 标尺和度盘
- 8.3 莫尔条纹的几何解释
- 8.4 莫尔条纹的衍射光学解释
- 8.5 光栅读数头
- 8.6 光栅尺参数设计和误差
- 第9章 横纵向瞄准
- 9.1 横纵向瞄准
- 9.2 读数测微系统
- 9.3 光电瞄准
- 9.4 纵向定位概述和共焦法
- 9.5 其他纵向定位方法
- 辅助内容:照相机与摄影
- B1 相机原理与摄影入门
- B2 相机的变焦和对焦技术
- B3 单反相机的基本操作
- B4 复杂场景下的拍摄技巧
- B5 浅谈构图和后期处理
- 课程总结
- 课程总结
- 期末考试
Taught by
Guanhao Wu, Lijiang Zeng, and Yao Hu