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怎样画光路图?

1. 首先用PowerPoint画一个双胶合透镜。
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怎样画光路图?

PPT中的主要操作是在选定形状后依次点击Shape Format > Merge Shapes > Fragment,然后删掉不需要的碎片,最终可按实际比例画出透镜。上面是一个AC254-080-A双胶合消色差透镜,机械图纸可在Thorlabs官网查看。

2. 除了花时间画每一个元件,还可以在网上搜索其它研究人员分享的素材,比如下面这个网页

https://www.gwoptics.org/ComponentLibrary

提供了一个很赞的光学元件库,其中包含很多常用的光学和电子元件,而且有png、svg可缩放矢量图和Adobe Illustrator三种格式(可通过免费好用的Inkscape进行编辑)。这些元件图有助于快速画出激光实验装置,经常出现在文献中。

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光学和电子元件库

3. 有些其他课题组也会把自己常用的光学元件画好并分享在网上。比如,布法罗大学Markelz研究团队的页面

http://markelz.physics.buffalo.edu/node/411

分享了一个以PPT文件保存的光学元件库,包含透明背景的pgn图像和使用教程,也可用于快速创建出版级质量的光路图。下面展示了部分元件和一个典型的太赫兹时域光谱装置。
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光学元件库截图

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THz-TDS装置

4. 如果喜欢一点折磨和挑战,还可以选择使用LaTeX库,比如由Christoph Bersch创建的pst-optexp:

https://ctan.org/pkg/pst-optexp

作为一个用于画光学装置图的光学组件集,pst-optexp可非常简单而灵活地完成对准、定位和标记,还可通过光纤或自由空间光束连接组件,以此创建形象的光路图。下面是操作手册中的一些示例。

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5. 有图总比没图好,特别是在非正式会议上,因此无需刻意去寻找画图的工具;通常依靠PowerPoint是足够的。佐治亚理工大学Rick Trebino教授花费数千小时制作了多门光学或物理课程的精美PPT课件,可编辑的光路图素材当然也有很多。

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摘自超快光学的脉冲产生课件
6. 如果喜欢3D矢量图形,下面有两个可供选用的Inkscape扩展资源:

https://github.com/amv213/ComponentLibrary

https://github.com/damienBloch/Inkscape-raytracing

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3D装置示例

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2D装置示例

7. 基于网页的交互式几何光学模拟

https://www.optico.app/en/start-en

https://phydemo.app/ray-optics

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Optico界面

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ray-optics仿真示例

8. Thorlabs大部分产品提供不同格式的2D或3D文档,不仅方便用户画光路图和搭建实验装置,还能形象地展示组装过程或操作方法。下方最后一图来自量子光学实验手册:首先将每个组件导入SolidWorks并按实际的样子进行组装,然后使用SW的爆炸功能沿三个主轴分离部件,通过Photoview 360渲染,最后添加箭头和数字。

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FSAC自相关仪

色散预补偿脉宽测量

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啁啾反射镜

色散预补偿装置

怎样画光路图?

使用RSP1X15安装波片并对准快轴的步骤

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组装探测器的分解步骤

9. Blender动画:生命和神经科学研究人员好像很喜欢这个开源软件。他们能把自己搭建的显微镜系统渲染得栩栩如生,并分享在社交媒体和同行探讨,比如下面的超分辨显微镜装置。据作者社交媒体回复,除了Thorlabs组件,其它组件使用Fusion 360建模,然后通过Blender渲染。
 
 

 
 
来源@Jonas_Euchner
另外,网上还有用于Blender的光学资源,比如由Ryo Mizuta创建的光学组件包及其使用教程视频(搜索一下很容易找到链接但可能没法直接访问):
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画光学装置

怎样画光路图?

画高斯光束

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