Thorlabs上海培训与演示实验室

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培训课程1: 光学/激光/光电子实验室基础技能培训

培训内容
本培训项目主要面向光学/激光专业高年级本科生、低年级研究生以及企业里初步接触有关光学项目的研发和工程技术人员，也适合研究化学、生物等交叉学科需要用到光学仪器、器件的研究生或研发人员。培训内容涉及光学/激光/光电子实验室的一些基本技能和注意事项。多数培训项目都有动手环节，以帮助学习者快速、正确地掌握这些技能，养成良好的实验习惯，从而可以迅速融入到自己的项目中去。本培训为开放型课程，学习者可以根据自己的需要，在以下培训目录中选择定制任何几项或所有培训内容。同时我们也会根据学习者的需要和反馈增加新的培训项目。

培训目录（可定制）

• 光学实验搭建基础（光路搭建、光机械/光学元件的选取、实验技巧等）
• 光纤耦合
• 光学元件清洁
• 激光安全
• 光学元件损伤阈值
• 光学元件公制和英制 的区别
• 激光二极管输出光束的准直

关键词
基础培训；光路调整；光纤耦合；光器件清洁；激光安全；损伤阈值；公制和英制；激光二极管；准直; 笼式系统

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培训课程2：光学偏振原理简介和应用

培训内容
本培训项目旨在介绍如何用斯托克斯参数来描述光的偏振态以及如何测量光的斯托克斯参数。我们也会介绍一些基于光学偏振特性的应用实例。本培训项目还包括实验和演示部分。在实验部分，客户有机会亲自动手测量氦氖激光器或者半导体激光器输出光的斯托克斯参数。测量的方法包括经典测量方法和使用偏振测量仪自动测量。在培训的演示部分，我们会在实验室展示关于光偏振的几个具体实例，包括涡旋(optical vortex)光束和半导体激光器的偏振特性等。

培训目录

• 光偏振的原理
• 光偏振的应用实例介绍
• 斯托克斯参数原理
• 斯托克斯参数的测量方法
• 半导体激光器及其偏振特性简介
• 光学涡旋简介
• 实验装置和演示装置介绍
• 偏振测量仪的使用

关键词
偏振；斯托克斯参数；偏振测量仪；半导体激光器；垂直表面发射半导体激光器；光学涡旋；空心光束；偏振相机；偏振度。

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培训课程3：光功率计和光电探测器原理简介和应用

培训内容
本培训项目是对原有光功率计和光电探测器培训项目的扩展和补充。针对客户的不同应用需求，我们会介绍不同功率探头的原理，从而向客户提供选型指导。光电探测器的分类和型号参数更为多样，我们也会介绍一些典型光电探测器的工作原理，加深客户对光电探测器的理解，从而有助于客户的选型。在培训的演示部分，我们会展示有关光功率计和光电探测器的几个应用实例。

培训目录

• 光功率探头的分类
• 三种光功率探头的工作原理简介
• 探头的常用规格参数
• 探头的选择和使用注意事项
• 光电探测器的基本原理简介
• 光电探测器的等效电路
• 几种常用光电探测器工作原理简介
• 光源功率输出稳定性的测量应用
• 利用液晶噪声衰减器稳定激光振幅的应用

关键词
功率计表头；二极管功率探头；热敏功率探头；热释电能量探头；校准；光电二极管；偏压光电探测器；雪崩光电探测器；光电倍增管探测器；液晶噪声衰减器/激光振幅稳定器。

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培训课程4：透镜选择简介教程

培训内容
本培训项目介绍几种常见的透镜类型以及它们的适用范围，比如平凸/凹透镜、双凸/凹透镜、最佳外形透镜、非球面透镜等。培训内容还涉及常见的一些光学像差简介，并介绍如何选择合适的透镜或者透镜组降低球差、色差等常见光学像差。除了球面非球面透镜，对于不常见的柱透镜、锥面镜、梯度折射率透镜和微透镜阵列等也有简介。培训的实验部分是与实验室基础技能培训共用的光纤耦合和光束准直装置，但是会侧重从透镜选择角度介绍。实验部分还包括一个有趣的透镜应用实验，即利用透镜组实现轴向光路的隐身效果。

培训目录

• 培训目录
• 常见透镜种类、参数
• 透镜像差简介
• 透镜球差和色差的消除
• 透镜的基质材料和镀膜
• 其他透镜简介
• 选择合适的透镜实现光纤耦合、光准直、光扩束等
• 透镜应用实验：利用透镜组实现轴向隐身光路

关键词
球面镜；非球面透镜；消色差透镜组；柱面镜；锥面镜；梯度折射率透镜；微透镜阵列；像差；光线耦合；光准直；光扩束；透镜基质材料；镀膜

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培训课程5：光学显微镜原理及成像基础教程

培训内容
本培训项目主要介绍光学显微镜及其成像系统的基本原理、应用说明和选购指南，培训内容涉及范围包括显微镜成像的光学原理、显微镜的基本结构和部件、分类、七种观察方法（明场、暗场、偏光、相差、微分干涉、全内反射和荧光）；并提供显微镜的选型指导；以及显微成像相机的原理、选择指南和入门级显微图像处理方法。此外，该课程还会介绍一些复杂显微成像系统的原理和应用，如共聚焦显微镜和多光子显微镜等。通过该课程的学习，学员会对光学显微成像的相关知识有清晰的认识和了解，对显微镜系统的选择和应用提供指导和帮助。

培训目录

• 显微镜基本原理、构成、分类、参数说明和观察方法
• 显微成像原理
• 阿贝成像原理
• 荧光显微镜原理
• 基本图像处理入门
• 光镊系统原理
• 共聚焦显微镜介绍
• 双光子显微镜介绍

关键词
光学显微镜；七种观察方法；显微数码相机；共聚焦显微镜；多光子显微镜

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培训课程5: 中红外光谱测量/量子级联激光器/中红外光纤简介

培训内容
中红外波段是研究相对较少但蕴藏许多重大应用价值的波段。本培训项目围绕中红外波段，包含了三个子题目。中红外光谱测量是中红外波段的一个典型应用。培训中会介绍这一应用的原理、特点和常见测量类型。第二部分是关于中红外波段的激光光源，简单介绍量子级联激光器的原理、分类和有关应用。量子级联激光器是唯一可以产生中红外波段的半导体激光器，目前许多中红外波段的应用都直接采用量子级联激光器作为光源。第三部分是关于中红外波段的传输媒介，中红外光纤。普通的二氧化硅玻璃光纤在中红外波段的损耗会急剧升高，因此不适用于这个波段。这一部分介绍适用于中红外波段的氟化物光纤特性、应用等。氟化物光纤的透过范围可以从紫外、可见光、近红外光一直延伸到5微米波段，是中红外波段非常优良的光纤。中红外氟化物光纤已经被使用在中红外光信号的传输，掺杂的氟化物光纤也已经被使用在中红外光纤激光器等各类应用中。

培训目录（可选）

• 中红外光谱测量简介
• 中红外量子级联激光器简介和应用
• 中红外氟化物光纤特性和应用简介

关键词
中红外光谱学；傅立叶红外光谱仪；量子级联激光器；带间级联激光器；氟化物光纤

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培训课程6: 太赫兹技术原理与应用简介

培训内容
太赫兹波处于电磁波谱的远红外与微波毫米波之间。太赫兹技术在科研、工业和安检应用中发展迅猛，可用于物质特征谱分析、无损探伤、质量控制、违禁品检查等，有着广阔的研究和应用前景。

培训目录
在Thorlabs Demo Lab关于太赫兹的介绍性课程里，您有机会概览以下一些内容：

• 太赫兹源
• 太赫兹探测技术和方法
• 太赫兹技术中常用器件
• 太赫兹时域光谱技术
• 太赫兹领域的一些典型应用

我们还准备了一套Menlo System Inc.的太赫兹时域分析系统（Menlo TERA K15）供您参观。现场可演示物质分析、太赫兹成像等内容。

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培训课程7: 自适应性光学原理与可变形镜

培训内容
自适应性光学概念的提出最早是在天文望远镜成像领域。为了获得清晰的天文观测图片，科研人员希望通过可主动控制形变的反射镜抵消大气湍流对遥远天体信号波前产生的畸变。这是一个快速增长的多学科领域，涉及物理、化学、电子、自动化控制和计算机科学等。近年来，随着自适应性光学组件精密度和简单化方面的改进，这一技术已开始在更广泛的军事与民用领域里发挥更强大的作用，如研究人员已经利用这些系统在飞秒脉冲整形、激光通信、尤其是显微镜、视力矫正以及视网膜成像等领域取得许多突破，这一学科方向的应用已经离人们的生活越来越近。

培训目录
在Thorlabs有关自适应性光学的网页上(产品号：AOK1-UM01)已有关于原理的文字介绍。而在Thorlabs Demo Lab关于自适应性光学的介绍性课程里我们补充了更多的信息并且增加了自适应性光学套件的现场演示，您将有机会概览以下一些内容：

• 自适应性光学的背景和原理
• 波前测量(Shack-Hartmann波前传感器)的使用
• 基于MEMS技术的可变形镜
• 在天文观测中的应用
• 在生物成像中的应用
• Thorlabs自适应性光学套件进行图像矫正的现场演示

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培训课程8: 空间光调制器的原理与使用

培训内容
作为一种可灵活编程控制的装置，空间光调制器可在空间上逐像素对入射光的相位进行调制和修改，近年来正越来越多的被使用在各个领域的光学实验当中。已经实现的应用包括：多粒子光镊捕获、光束控制与整形、飞秒脉冲整形、自适应光学、成像与投影应用、全息成像与数字处理等。尤其近年来，空间光调制器被使用来产生涡旋光束。这种带有轨道角动量的光束可以扩大传统光通信系统的容量，是目前光通信领域研究的热点。

培训目录
在Thorlabs Demo Lab关于空间光调制器的介绍性课程里，我们简介了基于硅基液晶(LCoS)技术的空间光调制器的基本原理，并结合Thorlabs EXULUS 空间光调制器（产品号：EXULUS-HD1）准备了多个应用的现场演示，您将有机会了解以下几个内容：

• 空间光调制器的原理简介
• 使用空间光调制器实现多粒子光镊捕获（全息光镊）
• 空间光调制器产生涡旋光束
• 空间光调制器的投影与全息成像

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培训课程9: 傅里叶变换在光学中的应用

培训内容

傅里叶变换是信号分析中最基本的概念之一，有着非常广泛的应用。同样在光学、光子学的很多方向中，会经常处理时域与频域的信息，傅里叶变换的应用也是无所不在。本培训课程旨在回顾傅里叶变换的概念并结合几个具体的光学实例阐述傅里叶变换在光学中的典型应用。

培训目录

本培训中与傅里叶变换有关的实例包括：

• 傅里叶变换光谱仪的原理简介：如何把测量到的光信号干涉谱通过傅里叶变换转换为光谱
• 太赫兹时域光谱系统中如何把测量到的宽谱太赫兹脉冲时域信号通过傅里叶变换转换为太赫兹频域光谱信息
• 傅里叶光学的应用：基于二维傅里叶变换使用空间光调制器让激光产生任意图案
• 目前主流的光学相干层析技术都在使用傅里叶变换的方法。通过傅里叶变换在光学相干层析技术中如何提取样品深度信息

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培训课程10: 光学相干层析成像原理与应用简介

培训内容

光学相干层析成像技术是近二十多年来发展起来的一种光学无损断层成像技术。它是利用光的干涉原理巧妙地提取出被探测物的深度信息。随着光源和器件的快速发展，已经能够快速实时地展现物体的二维横截面和三维形体图像。它的应用近年来得到快速发展，并从眼科学、心血管病诊断等医学应用扩展到各种工业产品、元件的质量和缺陷检测，甚至被用在文物保护上。

Thorlabs在上海的Demo Lab一直有光学相干层析产品的实物展示，本课程较为仔细地讲解了光学相干层析成像技术的基本原理并配上相关的演示实验。

培训目录

本培训中的内容包括：

• OCT的背景和应用概述
• OCT技术的原理：时域、频域和扫频源相干层析的原理
• Thorlabs OCT产品线简介
• OCT技术的应用简介

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Vytran光纤处理设备

Thorlabs的Vytran™产品线设计用于光纤熔接和光纤处理。这些设备具有一系列功能，包括剥除、清洁、切割、熔接、涂覆和拉力测试，用于实现高质量和机械强度的光纤连接。

为向用户提供更完善的售前服务和支持，Thorlabs上海演示与培训实验室筹备了LDC401大芯径光纤切割机，PTR303B手动光纤涂覆机，GPX3800大芯径光纤熔接和拉锥处理系统，GPX4000LZ CO₂大芯径光纤处理系统和FFS2000WS一体式光纤制备、熔接和拉力测试工作站，欢迎您预约参观或送样测试。

培训和演示目录

• 光纤的常用处理
• LDC401光纤切割机的演示和操作
• 光纤切割质量的判定和切割参数的优化
• PTR303B手动光纤涂覆机的演示和操作
• 光纤涂覆样品的制作
• GPX3800大芯径光纤熔接和拉锥处理系统的介绍和演示
• GPX4000LZ CO₂大芯径光纤处理系统的介绍和演示
• FFS2000WS一体式光纤制备、熔接和拉力测试工作站的介绍和演示

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OCT光学相干层析系统

培训过程：

• OCT的基本概述和工作原理
• 频域OCT和扫描源OCT的区别
• 不同型号OCT的比较及如何选择OCT
• 软件的使用和功能介绍

演示-OCT的实际操作：

• 展示由四通道共聚焦荧光扫描系统、Thorlabs T型显微镜、聚焦控制和电动平台搭建的完整的共聚焦显微镜系统
• 使用OCT对不同样品进行一维深度成像，二维横截面成像和三维立体成像
• 可自带样品进行测试

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Bergamo系列活体多光子显微镜

培训过程：

• Bergamo系列多光子显微镜的构造及优势
• 多光子显微镜的工作原理
• 多光子系统的灵活性及可扩展的解决方案

演示-多光子显微镜的实际操作：

• ThorImageLS软件的使用和功能介绍
• Bergamo系列多光子显微镜如何实现活体观察的无束缚性
• 进行Z轴光学切片及深度成像

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共聚焦显微镜系统

培训过程：

• 共聚焦扫描系统的组成及特性
• 共聚焦扫描系统的工作原理
• 完整的共聚焦成像解决方案
• 软件的使用和功能介绍

演示-共聚焦显微镜系统的实际操作：

• 展示由四通道共聚焦荧光扫描系统、Olympus IX71倒置显微镜、聚焦控制和电动平台搭建的完整的共聚焦显微镜系统
• 自动Z轴步进控制进行光学切片
• 快速获取样品的高分辨率显微图像
• 可自带样品进行测试

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介观双光子显微镜

培训过程：

• 介观双光子系统的基本原理和特性
• 介观双光子系统的光路组成
• 介观双光子系统的基本操作
• 介观双光子的应用介绍

演示-介观双光子显微镜系统的实际操作：

• 展示介观双光子的具体光路构成
• 演示软件的操作过程
• 可以对用户自带的活体小动物进行成像测试

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M²光束质量分析仪

培训过程:

• 高斯光学理论及测量理论概述
• 激光光束分析的步骤和方法

演示-激光光束分析:

• 针对不同光源对系统微调，精确准直
• 测量HeNe激光器或半导体激光器出射光束的M²、发散角、束腰直径、瑞利范围和像散

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OSA傅里叶光谱仪

培训过程：

• OSA光谱仪的原理及软件的介绍

演示-激光光谱分析：

• 利用傅里叶光谱仪测量四通道激光光源以及宽带卤钨灯的输出光谱

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扫描式法布里－珀罗干涉仪

培训过程:

• 扫描式法布里－珀罗干涉仪理论及测量理论概述
• 扫描干涉仪的使用步骤和方法

演示-激光精细光谱分析:

• 分析连续光激光器的精密光谱
• 测量单频激光器的光谱线宽

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偏振态测量仪

培训过程：

• 偏振态理论知识概述
• 软件功能、用户界面和开发环境简介
• 设备的搭建，实际动手操作和使用技巧说明

自由空间偏振态测量：

• 测量偏振片/波片的输入/输出端的偏振态，利用光功率计和偏振仪进行偏振片对准
• 通过偏振片和波片控制偏振态

光纤偏振态测量:

• 单模光纤的偏振态测量
• 利用应力双折射控制光纤偏振态

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模块化光镊系统

培训过程：

• 光镊捕获和操控微粒的原理
• 模块化光镊的组成及搭建

演示-微粒捕获和操控：

• 使用模块化光镊套件操控微米尺度的颗粒
• 可自带样品进行测试

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光纤耦合

培训过程：

• 光纤耦合的多种解决方案
• 实现精密光纤耦合的技巧

演示-光纤耦合：

• 利用NanoMax精密三轴平台实现自由空间至光纤的耦合

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原子力显微镜(AFM)教学套件

培训过程：

原子力显微镜是一种可以表征材料表面微米级至纳米级形貌的非常有效的工具。它的原理是使用极其灵敏的微悬臂和它支撑的纳米级尖端逐点扫描材料的表面结构。当纳米级尖端非常接近表面时会与其发生短程相互作用，引起旋臂的形变。旋臂非常灵敏的形变将改变照射其上激光束的反射光路，根据光束在传感器上的位移可以获知被探测表面的结构。

Thorlabs的原子力显微镜(AFM)教学套件包含学生搭建基本原子力显微镜所需的所有组件和软件操作界面。虽然只是一个教学系统，但其达到的精度已经可以满足某些实验要求。

本培训中的内容包括：

• 原子力显微镜的原理
• 理解恒定高度和恒定力模式等扫描方式的原理
• 测量CD、DVD和蓝光碟片以及用于校准的微结构
• 放置样品和更换探针
• 可自带样品进行测试

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光学显微镜教学套件

培训过程：

• 实物演示科勒照明原理
• 搭建暗场成像显微镜
• 观察和验证阿贝成像原理
• 观察荧光现象  

演示-在科勒照明条件下观察光栅图案的衍射图样，验证阿贝成像原理 观察不同周期光栅样品在物镜后焦平面的衍射图样，观察空间滤波后的成像效果

演示-荧光滤光片光谱测量：

• 放置荧光滤光片作为样品，使用光栅光谱仪观察激发光和荧光的波长