OpticsKitOpticsKit

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。

OpticsKit · 让计算回归理性

关注公众号「OpticsKit」获取更多光学内容