光学仪器是利用光的物理特性（如反射、折射、干涉、衍射等）进行测量、成像、分析或加工的装置。其核心功能包括光的操控、信号的捕获与处理，广泛应用于科学研究、工业检测、医疗诊断、通信技术等领域。
光的直线传播：光在均匀介质中沿直线传播，是透镜和棱镜设计的基础。
反射与折射：
反射定律：入射角等于反射角（如平面镜、望远镜）。
折射定律（斯涅尔定律）：描述光在不同介质中的传播路径（如透镜、光纤）。
干涉：光波的叠加产生明暗条纹（如迈克尔逊干涉仪）。
衍射：光绕过障碍物传播（如光栅光谱仪）。
偏振：光波的振动方向选择性（如偏振显微镜）。
激光原理：受激辐射放大（如激光切割、通信）。
光纤传输：全反射原理实现光信号长距离传输（如光纤通信）。
显微镜：
生物显微镜（明场、暗场、荧光）。
电子显微镜（SEM、TEM）。
望远镜：折射式（伽利略式）、反射式（牛顿式）。
相机与镜头：单反相机、工业相机、红外热像仪。
光谱仪：
紫外可见分光光度计（UVVis）。
拉曼光谱仪、红外光谱仪（FTIR）。
激光光谱仪：用于高精度物质成分分析。
激光加工设备：激光切割机、激光打标机。
激光测距仪：TOF（飞行时间）原理测量距离。
激光雷达（LiDAR）：用于自动驾驶、地形测绘。
干涉仪：检测表面形貌（如Zygo干涉仪）。
椭偏仪：测量薄膜厚度与光学常数。
光学轮廓仪：纳米级表面粗糙度分析。
光纤传感器：温度、压力、应变测量。
光纤通信设备：光模块、波分复用器（WDM）。
软件工具：Zemax、Code V（光学设计），COMSOL（多物理场仿真）。
关键参数：焦距、视场角、像差（球差、彗差、色差）。
分辨率测试：使用分辨率靶标（如USAF 1951）。
透过率与反射率测量：积分球与分光光度计。
波前分析：夏克哈特曼传感器检测光学系统波前畸变。
图像处理：去噪、增强、特征提取（如OpenCV）。
光谱分析：峰值拟合、基线校正（如Origin、MATLAB）。
天文学：哈勃望远镜观测深空天体。
量子光学：单光子探测器用于量子通信实验。
半导体制造：光学检测机（AOI）检查晶圆缺陷。
3D扫描：结构光投影仪用于逆向工程。
内窥镜：光纤传像束实现微创手术。
OCT（光学相干断层扫描）：视网膜病变诊断。
智能手机摄像头：多镜头模组与计算光学。
AR/VR设备：波导与微显示技术。
大气遥感：激光雷达监测PM2.5浓度。
水质分析：紫外光谱检测COD（化学需氧量）。
AI驱动的光学系统（如自动对焦、图像识别）。
芯片级光学器件（硅基光子学）。
光学+声学/热学传感器集成（如光声成像）。
量子雷达、量子密钥分发（QKD）。
低功耗激光器、可降解光学材料。
光学仪器作为现代科技的核心工具，其发展与材料科学、信息技术、人工智能等领域的进步密不可分。未来，随着新原理与新材料的突破，光学仪器将在更广泛的场景中发挥关键作用，推动人类对微观与宏观世界的探索。
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