光学基础培训知识
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01介绍光通信基础知识培训教材
单模光纤(SMF) & 多模光纤(MMF)
• 1.在石英光纤中，ITU-T建议，标准单 模光纤的直径为8~10μm，标准多模光 纤的纤芯直径为50μm、 62.5μm，它们 的包层的直径均为125μm。
• 2.对光纤较佳的运行波段，多模光纤运 行波长为850nm或1300nm,而单模光纤 运行波长则为1310nm或1550nm。
光通信基础知识
光学基础知识
光的本质－－－电磁波
波长(nm) 106
4 104
SiO2 6 103 fiber 5 103 1.7103 1.2103 760
622 597 577 492 455 390 300
200
10
极远 远 中 红外线
近
红 橙 黄 可见光 绿 蓝 紫 近
紫外线 远 极远
长电磁场 无线电波
波动光学的基本原理
1. 干涉的基本原理：干涉是波的一个重要特征。光是电磁波，它也能产
生干涉现象。在日常生活中可以观察到许多干涉现象，如水上的油膜在光的照射下显现出 彩色花纹，肥皂泡在阳光下显示出五彩图案等等。各种光学元件镀的增透膜，WDM中常 用的Filter等也都利用了光的干涉原理。
油膜干涉现象
30mm
Wedge
E-beam O-beam
garnet
E-beam D d O-beam
E-beam O-beam
O-beam E-beam
功能图 原理图
通信系统
信息
发送器
（语音，视频，数据）
链路 传输介质
信息
接收器
（语音，视频，数据）
一个点到点的电信系统
Devices Applications (EDFA Module)
光学设计人才培训o9—20130420
Source
光源模型√ 光通量√ 光谱√ 发光强度及分布
眩光：就是通常所说的“晃眼”， 它会使人感到刺眼，引起眼睛酸痛 流泪和视力降低，甚至可因明暗不 能适应而丧失明视能力。
图中眩光角所示方向内的光线是引起直接眩光的主要原因。所以控制直接眩光 就是控制此方向内光线的强度，也就是限制灯具45°＜γ＜85°范围内的亮度。
举例 1： 室内照明： 4×5米房间，使用3×36W隔栅灯9套
平均照度 ＝光源总光通量×CU×MF/面积
＝(2500×3×9)×0.4×0.8÷4÷5 ＝1080 Lux 结论：平均照度1000Lux以上
Light distribution
Light distribution
透镜配光： 1、非球面透镜的曲面设计本身不是太难，但要同时控制立体角上的光
lighting calculation
0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
lighting calculation
室内平均照度计算：
平均照度(Eav) = 光源总光通量(N*Ф)*利用系数(CU)*维护系数(MF) / 区域面积 (m2) (适用于室内或体育场的照明计算)。 利用系数： 一般室内取0.4，体育取0.3 维护系数： 一般取0.7～0.8
Intensity,illuminance,luminance
发光强度：单位立体角内发出的光通量，表明发光具有方
向性，单位：坎德拉。
光照度：光源发出的光投射到某表面，该表面上的亮暗程度
定义为单位面积上得到的光通量，描述接收面，单位：LUX。
光亮度：单位光源面积在法线方向上，单位立体角内所发
LED配光
光圈基础知识培训
光圈基础知识培训光学零件的面精度三项内容1）被检光学表面的曲率半径相对参考光学表面曲率半径的偏差, 称为曲率半径偏差。
以N表示：即光圈。
低光圈曲率半径偏差的方向不同高光圈2）被检光学表面在相互垂直方向上的曲率半径，相对参考光学表面曲率半径的偏差不相等，称为象散偏差.以△N表示。
这种偏差在相互垂直方向上的干涉条纹数量不相等。
3）被检光学表面的局部区域相对参考光学表面的偏差。
称为局部偏差，以△N表示。
这种偏差在任一方向上产生局部不规则的干涉条纹。
二、光圈定义和计量：当光线投射到两个曲率半径相差不多的球面。
其空气楔对称时，就会出现同心环的干涉条纹，即牛顿圈，通称光圈。
1）光圈示意图:示意图2 ）光圈数的计量:©N> 1 :以有效检验范围内直径方向最多条纹数的一半量。
如图1 N =6/2=3②NV 1：通过直径方向上干涉条纹的弯曲量h相对条纹的间距H的比值。
如图2 N=h/H3）象散偏差的计量：象散偏差光圈数△N是以两个相互垂直方向上光圈数的最大代数差的绝对值来度量（光圈数以有效范围内最多的一半来度量）二N X-N YX::高-\Y4）局部偏差的计量：局部不规则干涉条纹对理想平滑干涉条纹的偏离量h与相邻条纹间距H的比值来度量。
三、光圈的判定方法不对称形X-X I Y-Y方向倾向45°状况/4 (1/a-1/b )(0-1 ) =1※样板：白光灯以一个红色为一个光圈，依次娄推。
※干涉仪：以黑白相间为一个光圈，依次娄推。
①样板检光圈方法1：在白光下，以红色为基准，视黄色与绿色的位置来判定高低，若黄色在红色之内，绿色在红色之外, 即高光圈。
若绿色在红色内，黄色在红色之外则是低光圈。
②样板检光圈方法2:微压法，当从样板的两边或对称的三个点同时向下加压时，若光圈由中心向外扩散，则是高光圈。
如果是由边缘向里收宿，贝y表示光圈低。
③干涉仪检光圈方法1:在零件与标准块中间加压，若光圈由中心向外扩散，则低光圈，反之为高光圈。
光学基本知识培训讲座
光在介质表面的透射比和反射比 光垂直介质表面或以小角度（<30度）入射时的反射比公式：
n
n n
12
1
二、光的干涉
光波的干涉条件
1、频率相同。
2、振动方向相同。
3、相位差要恒定。
平行平板产生的干涉 Δ=2nhcosθ2+λ/2
θ1
θ1
等倾干涉：h相等，光程差只取决于θ2的变化，可用以测量入射角度的微小变化。
n1r2 (n1)n[(r2r1)(n1)d]
●
●
●
F
O
F’
●
●
F’
F
高斯公式：
f因 f 1
像和物都在空气中： l
l
f n
f
n
注意正负号的规定：在物方空间，以物方主点为原点，到名点的距离和光线方向一致的为正，相反为负；在
1 1 1 像方空间，以像方主点为原点，到各点的距离和光线一致的为正，相反的为负。 l l f
光学基本知识培训讲座
几何光学
一、几何光学的基本定律 光波与光线 光的直线传播定律 在各向同性介质中光是沿着直线方向传播的 光的独立传播定律 不同光源发出的光在空间相遇彼此互不影响 光的折射定律与反射定律
n1SinA=n2SinA’
光的折射与反射现象
A
A
n1
n2 A’
光的全反射现象 光路的可逆性 光程 光从一点传播到另一点的光程为极值（费马原理）。
S
在后一个时刻，这些子波的包络面
就是新的波面。
夫琅和费衍射，在菲涅耳衍射的
基础上，利用衍射孔径远小于光路间距而得到
衍射近似公式。此近似区的衍射称为夫琅和费衍射。
常见衍射现象： 矩孔衍射，园孔衍射，单缝衍射等。 衍射现象影响光学系统的分辨率。 利用衍射现象制作光栅，进行分光。制作菲涅耳 透镜
光学下摆抛光技术培训教材1
修模时首先，要保证修模R是正确的如果修模R不对、不规则，那么无论如何是修不好光圈的，尤其修抛光模。修模的难度在于要将模具R修至一定的光圈数而且面形要规则，对抛光的模来说更是不容易，抛光模上的聚氨脂软，非得上机床试磨后才能知道，比较麻烦，如一次修不好，反反复复，很浪费时间，影响产量，因此我们必须尽快掌握这一手工技术，方法是勤练习，勤思考，善于分析总结，这样逐步积累经验，修模就不那么难了。为了要使修好的模具能加工出规则的光圈，修模时一定要偏斜的角度和摆动。
0.4
120—240
12
0.45
140—27.50
14
0.5
150—310
16
0.55
170—340
17
0.6
18.50—360
18
0.65
200—400
20
0.7
22.50--440
22
0.75
250—47.50
23
0.8
270-500
24
0.85
29.50—540
25
编制 审核 批准
日期 日期 日期
4抛光的时间根据工艺图纸要求而定，先小批量送验合格，后再大批量生产。每天要送质检检验3-4次。
5抛光模做了一段时间上了抛光粉要用干净的指定的刷子将沉淀粉除掉。
6抛光夹具内要平滑，不可有杂质。垫一层阻力片，要经常清洗，不用时将其泡在水中，保持清洁与温度，切记不可用有字的报纸或有油性的脏布等容易影响光洁度的添层。
3、（1）摆角的调整：（零件在上加工）
A、光圈变化向低反发展，可将摆角调小；
B、反之3，则将摆调大
（2）摆幅的调整，根据被加工零件的张角大小来调整：
A张角大，摆幅调大
B、张角小，摆幅调小
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29.50—540
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编制 审核 批准
日期 日期 日期
4抛光的时间根据工艺图纸要求而定，先小批量送验合格，后再大批量生产。每天要送质检检验3-4次。
5抛光模做了一段时间上了抛光粉要用干净的指定的刷子将沉淀粉除掉。
6抛光夹具内要平滑，不可有杂质。垫一层阻力片，要经常清洗，不用时将其泡在水中，保持清洁与温度，切记不可用有字的报纸或有油性的脏布等容易影响光洁度的添层。
3、（1）摆角的调整：（零件在上加工）
A、光圈变化向低反发展，可将摆角调小；
B、反之3，则将摆调大
（2）摆幅的调整，根据被加工零件的张角大小来调整：
A张角大，摆幅调大
B、张角小，摆幅调小
光学薄膜工艺基础知识培训
喷墨打印技术
总结词
喷墨打印技术是一种通过将液态墨水以 微滴形式喷射到基材表面形成图案的方 法。
VS
详细描述
喷墨打印技术具有较高的分辨率和灵活性 ，适用于制备复杂图案和个性化定制的光 学薄膜。然而，由于需要高精度的喷墨设 备和高质量的墨水，因此制造成本较高。
03 光学薄膜的性能参数
光学性能参数
01
在照明领域，光学薄膜主要用于提高灯具的亮度和均匀性； 在摄影领域，光学薄膜可以提高照片的色彩和清晰度；在医 疗领域，光学薄膜可以用于手术显微镜、内窥镜等医疗设备 的制造。
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溅射镀膜
总结词
溅射镀膜是一种利用高能离子轰击靶材表面，使靶材原子或分子从表面溅射出 来，并在基材表面沉积形成薄膜的方法。
详细描述
溅射镀膜具有较高的沉积速率和薄膜质量，适用于制备高质量、高性能的光学 薄膜。然而，由于需要高能离子源和高真空环境，因此制造成本较高。
化学气相沉积
总结词
化学气相沉积是一种利用气态化学反应在基材表面沉积形成薄膜的方法。
02 光学薄膜的制造工艺
真空蒸发镀膜
总结词
真空蒸发镀膜是一种在真空条件下，通过加热蒸发材料，使 其原子或分子从表面气化逸出，并在基材表面凝结形成薄膜 的方法。
详细描述
真空蒸发镀膜具有较高的沉积速率和较低的制造成本，适用 于大面积镀膜。然而，由于高温蒸发过程可能导致材料损失 和污染，因此需要严格控制真空度和蒸发源的纯度。
附着力与粘附性
描述薄膜与基材之间的粘 附能力，需满足一定的附 着力标准，确保薄膜不易 脱落。
抗张强度与韧性
薄膜在受到外力时的抗拉 伸和弯曲能力，是评估其 耐用性的重要指标。
光学设计培训
主要内容
1
光学基本知识
2
导光板光学设计原理
3
Lighttools功能与背光源设计
光学基本知识
▪ 光是什么?
光的实质是电磁波，光是一种具有波粒二象性 的物质。可见光的波长范围是390-760nm，白 光是复色光。
光学基本知识
▪ 光学的几个概念
1、光的直线传播定律 在各向同性介质中，光是沿 直线传播的。
导光板光学设计原理
▪ 如何破坏光的全反射现象呢？ 根据全反射定律，有两种方式破坏全反射现象： 1.改变法线的方向；
2.改变从光密介质射入光疏介质的状态；
导光板光学设计原理
▪ 导光板光学设计原理 导光板光学的设计原理即：通过合理设计能够破 坏光的全反射现象的微结构，使光能够从导光板 的出光面均匀的发射出来。
▪ 在模拟完成后，结果通过接收面的照度图表现出来。这个
就是根据我们设置的各项参数、网点分布，理想状态下我 们能够得到的结果。
▪ 从这个结果我们能够知道每个mesh上得到的光照度值的
大小。
Lighttools背光源设计
四、利用BPO进行网点优化
▪ 优化的三个要素
误差函數Merit Function (Error Function)： 系统的误差函数是单一的数值，该值为0时标示以达成目标
导光板光学设计原理
▪ 光在导光板中会发生什么现象？ ▪ 当光从光源进入到导光板入光端面时，光发生反
射反射和折射现象。
假设光源的发光角度为180°，即入射角为0°-90°，根据折射定律，折 射角的范围为0°-42°。
导光板光学设计原理
▪ 光在导光板中会发生什么现象？ ▪ 当光进入导光板后，传播至导光板的上下表面时，
二、设置各部件的参数、光学属性
1
光学基本知识
2
导光板光学设计原理
3
Lighttools功能与背光源设计
光学基本知识
▪ 光是什么?
光的实质是电磁波，光是一种具有波粒二象性 的物质。可见光的波长范围是390-760nm，白 光是复色光。
光学基本知识
▪ 光学的几个概念
1、光的直线传播定律 在各向同性介质中，光是沿 直线传播的。
导光板光学设计原理
▪ 如何破坏光的全反射现象呢？ 根据全反射定律，有两种方式破坏全反射现象： 1.改变法线的方向；
2.改变从光密介质射入光疏介质的状态；
导光板光学设计原理
▪ 导光板光学设计原理 导光板光学的设计原理即：通过合理设计能够破 坏光的全反射现象的微结构，使光能够从导光板 的出光面均匀的发射出来。
▪ 在模拟完成后，结果通过接收面的照度图表现出来。这个
就是根据我们设置的各项参数、网点分布，理想状态下我 们能够得到的结果。
▪ 从这个结果我们能够知道每个mesh上得到的光照度值的
大小。
Lighttools背光源设计
四、利用BPO进行网点优化
▪ 优化的三个要素
误差函數Merit Function (Error Function)： 系统的误差函数是单一的数值，该值为0时标示以达成目标
导光板光学设计原理
▪ 光在导光板中会发生什么现象？ ▪ 当光从光源进入到导光板入光端面时，光发生反
射反射和折射现象。
假设光源的发光角度为180°，即入射角为0°-90°，根据折射定律，折 射角的范围为0°-42°。
导光板光学设计原理
▪ 光在导光板中会发生什么现象？ ▪ 当光进入导光板后，传播至导光板的上下表面时，
二、设置各部件的参数、光学属性
非线性光学考试知识答案培训资料
非线性光学考试知识答案1 说出电极化率的 4 种对易对称性，并说明满足的条件？本征对易对称性（不需要任何条件）、完全对易对称性（介质无耗）、时间反演对称性（介质无耗）、空间对称性χ（1）是对称张量（介质无耗）； 2 说出下式的物理意义：表示由频率为ωm ，场振动方向为x 方向的场分量E x (ωm )，频率为ωn 、场振动方向为y 方向的场分量E y (ωn )以及频率为ωl ，场振动方向为z 方向的场分量E z (ω1 )三者间的非线性相互作用所引起的在x 方向上的三阶非线性电极化强度的一个分量。
3 对于二次谐波和三次谐波，相干长度的物理意义？参量过程中的位相匹配有和物理意义？举例说明两种实现位相匹配的方法？1）Lc 物理意义: 三次谐波强度第一次达到其最大值的路程长度，典型值为1～100mm.如∆K=0，Lc 为无穷大。
2) 位相匹配的物理意义：在位相匹配条件下，二次谐波和三次谐波等非线性效应产生过程效率会大到最高，相应的位相不匹配条件下，产生效率会大大降低。
3）利用晶体的双折射特性补偿晶体的色散效应，实现相位匹配。
在气体工作物质中，利用缓冲气体提供必要的色散，实现相 位匹配。
4 为什么参量振荡器能够产生连续输出频率，而激光器只能输出单个频率？能量守恒 ω3=ω1+ω2 动量守恒 n 3ω3=n 1ω1+n 2ω2改变温度、角度(对非常光)、电场、压力等可改变晶体的折射率，从而改变参量振荡器的输出频率1，2。
因此参量振荡器可实现连续调谐。
而激光振荡器是利用原子跃迁的机理工作的，不能连续调谐。
这是参量振荡器和激光振荡器的区别5 在拉曼散射中，为何观察不到高阶斯托克斯散射？在受激拉曼散射中，高阶斯托克斯散射 光却较强？高阶斯托克斯光的散射角有什么变化规律？由ωp ，ωs 非线性作用产生。
如一级反斯托克斯散射光ω's =ωp +ωv = ωp + ωp - ωs 由ωp , ωp , ωs 通过三阶非线性产生。
眼屈光学
湖北视佳医眼视光集团视光学校眼视光基础知识培训教程眼屈光学湖北视佳医视光集团视光学校眼视光基础知识眼屈光学学习目标理解学习眼屈光学的目的意义理解眼屈光不正的定义、分类、矫正方法理解老视的形成、矫正方法一、眼的光学系统眼球的构造眼球的前后径大约为24毫米，水平径约为23.5毫米，垂直径约为23毫米，眼屈光组的总屈光约为58屈光度。
眼球是一个完整而精细的光学构造，它包括三个系统：屈光系统：包括角膜、房水、晶状体和玻璃体。
遮光系统：包括瞳孔、虹膜、睫状体、脉胳膜和巩膜。
感光系统：视网膜和视神经。
三个系统在大脑中枢神经的指挥下和相互密切的配合下，完成整个眼球的视觉功能。
眼球的功能和照相机的功能几乎完全是相似：眼睑—快门、巩膜—像机壳、角膜—物镜、晶状体—调焦镜组脉络膜—暗箱、虹膜——光圈、视网膜—胶卷人眼的视觉过程为：物体发出\反射光线，经眼屈光系统在视网膜上形成清晰缩小的倒像，视网膜光刺激转变为电冲动，经视路神经的传导，到达大脑视中枢，经过生理性回转，主觉上又成为正像，而形成视觉。
眼睛要能看清楚外界的物体必须具备下面的三个基本条件：1、眼的屈光系统是完全透明的，外界进入眼的光，从角膜到视网膜这个径路中没有任何障碍。
2、外界物体在视网膜上所成的像恰好落在视网膜的中心凹．其成像应清晰且需足够大。
3、整个视觉分析器，也就是从视网膜、视神经、视索、视放射到大脑皮层的整个视路中的相应部分，必须完整并具有正常功能。
二、屈光不正1、正视眼在调节完全静止的情况下，平行光线能在视网膜上聚焦的眼，称为正视眼。
目前认为-0.25 D~+0.50 D为人眼正视眼临床标准。
平行光线通过不用调节的眼屈光组的屈折后，不能成焦点于视网膜上，这就叫做非正视眼。
屈光不正可分为：近视、远视、散光三大类。
2、近视眼眼无调节状态时，平行光经眼的屈光系统后，成焦在视网膜之前，称为近视眼。
近视眼的病因遗传因素、环境因素、体质因素、离焦学说在视近时，视网膜黄斑部获得清晰影像，周边部却是朦像状态，调节作用越强，周边视野分辨率就越低，使周边视野发生相对形觉剥夺，使玻璃体腔伸长，巩膜扩张，从而导致近视的发展。
初二物理培训 04：光学(一)
第四讲：光学（一）【学习目标】1.知道光沿直线传播的条件及应用2.知道光的反射规律、种类及应用3.知道平面镜成像的特点及原理。
【知识引领】目标一光源1.光是从哪里来的呢？我们把能够的物体叫做光源。
（特别提醒：月亮不是光源．．．．．．，月亮是因为反射太阳光而亮的，它自身并不发光。
）自然界和人类生活中有很多能发光的物体，它们都是光源。
太阳、萤火虫、水母等它们都属于光源（也叫做天然光源）。
为了使用方便，人们研究并制造了人造光源。
如：火把、油灯、蜡烛、霓虹灯、白炽灯等。
2.下列物体①太阳②月亮③星星④碎玻璃片⑤蜡烛的火焰⑥钻石萤火虫⑦小彩灯。
上述物体中一定是光源的是，一定不是光源的是，可能是光源也可能不是光源的是。
【针对练习】1.如果眼睛看见一个物体，那么（）A.这个物体一定是光源B.这个物体一定和眼睛在一条直线上C.物体一定有光线进入眼睛D.无论什么方向都能看见此物体2.下列物体中属于光源的是（）A.表面光滑的金属板B.正在工作的小电珠C.小镜子D.晴天的月亮目标二光是怎样传播的1．观察：右图是一组景观灯射出的灯光，由图可知，光是沿传播的。
2.做做看：手拿一个激光手电射向天花板，从手电发出的光是沿着怎样的路径传播到天花板上去的？根据你的经验或感性认识提出自己的猜想：光是沿__________传播的。
在物理学中，为了研究的方便，常常用一条带箭头的直线来表示光线。
3.光总是沿直线传播的吗？（1）激光束射到光滑物体表面（如平面镜上），其传播径迹有什么变化? 光线发生了________。
光还沿直线传播吗？。
（2）将激光束射向玻璃，观察光束的传播径迹，我们发现，在空气与玻璃的交界面处发生了什么现象?光线发生了_________和。
光还沿直线传播吗？。
（3）光射进不均匀的糖水中时，传播路线是直线吗？。
归纳总结：光总是沿着直线传播的吗？。
光沿直线传播的条件是。
4．光沿直线传播的应用。
（1）影子的形成：在光的传播过程中遇到不透明的物体，在物体后面光不能进入的区域就产生了影子。