关于 OpticsKit
OpticsKit 是一套为中国光学研究者打造的免费在线计算与可视化工具集。 覆盖色度学、光谱分析、薄膜光学、成像光学、激光技术、光纤光学和材料数据库方向。 目前共 23 个工具模块,全部基于 CIE/ISO 国际标准,计算在浏览器本地完成,无需注册。
工具分类
🧮 计算工具箱
- 工程单位换算中心 — 长度、角度、光强等 10 大类物理量双向换算
- 光功率单位换算 — W/mW/dBm 换算,含 IEC 60825 激光安全等级对照
- 波长/频率/光子能量换算 — 光学频率、波数、光子能量四参数联动
🔬 激光与光束
- 高斯光束传播计算器 — 束腰、发散角、Rayleigh 长度、M²
- 光束聚焦计算器 — 透镜聚焦光斑、截断比、切趾因子
- 激光波长速查 — 常用激光器波长、谱线速查
- 激光损伤阈值 (LIDT) 计算器 — 波长/脉宽/光斑三因子缩放换算
- 光纤链路预算计算器 — 链路损耗、功率预算分配
- 衍射光栅计算器 — 光栅方程、角色散、分辨本领
- 激光谐振腔稳定性分析 — g1g2 稳定性判据、ABCD 矩阵、热透镜
📐 基础光学
- 菲涅尔反射计算器 — 反射率、透射率、布儒斯特角
- 偏振态计算器 — Jones/Mueller 矩阵、庞加莱球 3D 可视化
- 光纤模式求解器 — LP 模式、模场直径、色散曲线、2D 模场分布
- 色度分析工具 — CIE 色坐标、CCT、显色指数,支持批量导入
- 衍射与干涉模拟 — 单缝/双缝/多缝夫琅禾费衍射 2D 光强分布
💡 光源与辐射
- 热辐射计算器 — 55 种材料发射率,黑体 vs 材料热辐射对比
- 光源指标计算器 — SPD 光谱数据 → XYZ/色坐标/CCT/CRI
- 光谱数据可视化 — 光谱功率分布曲线绘制与分析
🧪 材料与薄膜
- 光学材料折射率数据库 — 547 种材料、1200+ 条色散数据,双语检索
- 柯西色散拟合 — 波长-折射率数据反算 Sellmeier/Cauchy 系数
- 薄膜干涉模拟 — 传输矩阵法 (TMM),多层膜反射/透射光谱
- 阿贝数计算器 — 阿贝数、色散、玻璃牌号参考
🔭 成像与设计
- 相机镜头选型计算器 — 传感器靶面 + 工作距离 → 焦距/视场角推荐
计算标准
色度学
- CIE 1931 2° 标准观察者 (ISO/CIE 11664-1:2019)
- 相关色温 CCT — Robertson (1968) 算法
- sRGB 矩阵 — IEC 61966-2-1:1999
薄膜光学
- 传输矩阵法 (TMM) — Macleod, "Thin-Film Optical Filters" (2017)
- 多层膜正入射反射率/透射率,支持任意膜系结构
光学材料数据库
- 数据来源:refractiveindex.info (CC0 1.0 公共领域)
- 547 种材料,1,200+ 条色散数据,中英文双语检索
- Sellmeier 色散公式与 n(λ)/k(λ) 图表
- 每条数据附带原始 SCI 论文引用
激光与光纤
- 高斯光束传播 — ISO 11146 光束参数基本关系
- 谐振腔稳定性 — g1g2 判据 + ABCD 往返矩阵
- 光纤模式 — LP 模式本征方程数值求解
- 激光参数数据参考 Thorlabs、Edmund Optics 及公开激光手册
免责声明
本工具箱提供的计算结果仅供教育和快速参考用途。所有物理模型均基于已发布的标准文献, 但不保证适用于精密工程、医疗或安全关键场景。如需精确计算,请参考原始标准文档并使用专业工具。
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