信息光學(xué)課程教學(xué)大綱

1、信息光學(xué)課程教學(xué)大綱一、信息光學(xué)課程說(shuō)明（一）課程代碼：08131011（二）課程英文名稱：Information Optics（三）開課對(duì)象：應(yīng)用物理專業(yè)（光電子方向），光信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)（四）課程性質(zhì)：信息光學(xué)是近40多年迅速發(fā)展起來(lái)的一門新興學(xué)科，它是在全息術(shù)、光學(xué)傳遞函數(shù)和激光的基礎(chǔ)上，從傳統(tǒng)的、經(jīng)典的波動(dòng)光學(xué)中脫穎而出的。與其他形態(tài)的信號(hào)處理相比，光學(xué)信息處理具有高度并行、大容量的特點(diǎn)。信息光學(xué)已滲透到科學(xué)技術(shù)的諸多領(lǐng)域，成為信息科學(xué)的重要分支，得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。是光信息科學(xué)與技術(shù)，光電子專業(yè)的專業(yè)必修課并且是一門主干課。（五）教學(xué)目的：通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)信息光學(xué)基

2、礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，結(jié)合光學(xué)信息處理技術(shù)，開拓學(xué)生理論用于實(shí)踐的方法和創(chuàng)新思路，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。為從事光學(xué)信息處理工作和近代光學(xué)信息處理技術(shù)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。（六）教學(xué)內(nèi)容：本課程要求學(xué)生掌握線性系統(tǒng)理論、標(biāo)量衍射理論和光學(xué)成像系統(tǒng)理論，初步掌握全息技術(shù)、光信息處理技術(shù)，了解數(shù)字光計(jì)算、光學(xué)三維傳感等前沿領(lǐng)域的技術(shù)原理。   （七）學(xué)時(shí)數(shù)、學(xué)分?jǐn)?shù)及學(xué)時(shí)數(shù)具體分配學(xué)時(shí)數(shù)： 72學(xué)時(shí)分?jǐn)?shù)： 4學(xué)分學(xué)時(shí)數(shù)具體分配：教 學(xué) 內(nèi) 容講授實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐合 計(jì)第一章 線性系統(tǒng)分析1212第二章 標(biāo)量衍射理論88第三章 光學(xué)成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)1010第四章 部分相

3、干理論66第五章 光學(xué)全息1212第六章 計(jì)算全息66第七章 空間濾波44第八章 數(shù)字光計(jì)算44第九章 光學(xué)三維傳感1010 合 計(jì)7070（八）教學(xué)方式以多媒體教學(xué)手段為主要形式的課堂教學(xué)。（九）考核方式和成績(jī)記載說(shuō)明考核方式為考試。嚴(yán)格考核學(xué)生出勤情況，達(dá)到學(xué)籍管理規(guī)定的曠課量取消考試資格。綜合成績(jī)根據(jù)平時(shí)成績(jī)和期末成績(jī)?cè)u(píng)定，平時(shí)成績(jī)占40% ，期末成績(jī)占60% 。二、講授大綱與各章的基本要求第一章 線性系統(tǒng)分析教學(xué)要點(diǎn)：1 常用數(shù)學(xué)函數(shù)2 二維傅立葉變換3 卷積與相關(guān)4 傅立葉變換性質(zhì)及定理5 線性系統(tǒng)分析6 二維光波場(chǎng)分析教學(xué)時(shí)數(shù)：12學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 幾個(gè)常用的非初等函數(shù)第二節(jié)

4、d 函數(shù)第三節(jié) 二維傅立葉變換第四節(jié) 卷積和相關(guān)第五節(jié) 傅立葉變換的基本性質(zhì)和有關(guān)規(guī)定第六節(jié) 線性系統(tǒng)分析第七節(jié) 二維光場(chǎng)分析考核要求：1常用數(shù)學(xué)函數(shù)（掌握）2二維傅立葉變換（掌握）3卷積與相關(guān)（應(yīng)用）4傅立葉變換性質(zhì)及定理（熟悉）5線性系統(tǒng)分析（掌握）6二維光波場(chǎng)分析（應(yīng)用）第二章 標(biāo)量衍射理論教學(xué)要點(diǎn)：1 基爾霍夫積分定理和基爾霍夫衍射公式2 菲涅耳衍射3 夫朗和費(fèi)衍射4 透鏡的傅立葉變換性質(zhì)教學(xué)時(shí)數(shù)：8學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 基爾霍夫衍射理論第二節(jié) 衍射的角譜理論第三節(jié) 菲涅耳衍射和夫瑯禾費(fèi)衍射第四節(jié) 透鏡的傅立葉變換性質(zhì)考核要求：1基爾霍夫積分定理和基爾霍夫衍射公式。（掌握）2菲涅耳衍射

5、。（掌握）3夫朗和費(fèi)衍射。（掌握）4透鏡的傅立葉變換性質(zhì)。（熟悉）第三章 光學(xué)成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)教學(xué)要點(diǎn)：1 射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)。2 衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律。3 相干傳遞函數(shù)，光學(xué)傳遞函數(shù)，有像差系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。4 相干與非相干成像系統(tǒng)的比較。教學(xué)時(shí)數(shù)：10學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 相干照明衍射受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)第二節(jié) 相干照明下衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律第三節(jié) 衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)第四節(jié) 衍射受限非相干成像系統(tǒng)的傳遞函數(shù)第五節(jié) 有像差系統(tǒng)的傳遞函數(shù)第六節(jié) 相干與非相干成像系統(tǒng)的比較考核要求：1受限系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)展函數(shù)。（掌握）2衍射受限系統(tǒng)的成像規(guī)律。（掌握）3相干傳遞函數(shù)，光學(xué)傳遞函數(shù)，有

6、像差系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。（熟悉）4相干與非相干成像系統(tǒng)的比較。（熟悉）第四章 部分相干理論教學(xué)要點(diǎn)：1 光波場(chǎng)的數(shù)學(xué)描述。2 相干性的基本概念，互相干函數(shù)，時(shí)間相干，空間相干。3 互相干的傳播。4 范西特-澤尼克定理。教學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 多色光場(chǎng)的解析信號(hào)表示第二節(jié) 互相干函數(shù)第三節(jié) 時(shí)間相干性第四節(jié) 空間相干性第五節(jié) 在準(zhǔn)單色條件下的干涉第六節(jié) 互相干的傳播第七節(jié) 范西泰特-策尼克定理考核要求：1 光波場(chǎng)的數(shù)學(xué)描述。（掌握）2 相干性的基本概念，互相干函數(shù)，時(shí)間相干，空間相干。（掌握）3 互相干的傳播。（了解）4 范西特-澤尼克定理。(了解)

7、第五章 光學(xué)全息教學(xué)要點(diǎn)：1 光學(xué)全息術(shù)基本原理。2 同軸全息和離軸全息。3 各種全息圖。4 全息干涉計(jì)量。 教學(xué)時(shí)數(shù)：12學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 光學(xué)全息概述第二節(jié) 波前記錄與再現(xiàn)第三節(jié) 同軸全息圖和離軸全息圖第四節(jié) 基元全息圖第五節(jié) 菲涅耳全息圖第六節(jié) 傅立葉變換全息圖第七節(jié) 像全息圖第八節(jié) 彩虹全息圖第九節(jié) 相位全息圖第十節(jié) 模壓全息圖第十一節(jié) 體積全息第十二節(jié) 平面全息圖的衍射效率第十三節(jié) 全息干涉計(jì)量考核要求：1 光學(xué)全息術(shù)基本原理。（掌握）2 同軸全息和離軸全息。（掌握）3各種全息圖。（了解）4全息干涉計(jì)量。（了解）第六章 計(jì)算全息教學(xué)要點(diǎn)：1 計(jì)算全息

8、的理論基礎(chǔ)。 2 計(jì)算全息的編碼方法。 3 各種計(jì)算全息圖。 4計(jì)算全息的應(yīng)用。教學(xué)時(shí)數(shù)：6學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 計(jì)算全息的理論基礎(chǔ)第二節(jié) 計(jì)算全息的編碼方法第三節(jié) 計(jì)算傅立葉變換全息第四節(jié) 計(jì)算像面全息第五節(jié) 計(jì)算全息干涉圖第六節(jié) 相息圖第七節(jié) 計(jì)算全息的應(yīng)用第八節(jié) 計(jì)算全息的幾種物理解釋第九節(jié) 二元光學(xué)考核要求：1 計(jì)算全息的理論基礎(chǔ)。（掌握）2 計(jì)算全息的編碼方法。（掌握）3 各種計(jì)算全息圖。（了解）4計(jì)算全息的應(yīng)用。（了解）第七章 空間濾波教學(xué)要點(diǎn)：1 空間濾波基本原理。2空間濾波系統(tǒng)與濾波器。3空間濾波應(yīng)用。教學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) .

9、空間濾波的基本原理 第二節(jié) 系統(tǒng)與濾波器第三節(jié) 空間濾波應(yīng)用舉例第四節(jié) 傅里葉變換透鏡考核要求：1 空間濾波基本原理。（掌握）2 空間濾波系統(tǒng)與濾波器（了解）3空間濾波應(yīng)用。 （應(yīng)用）第八章 數(shù)字光計(jì)算教學(xué)要點(diǎn)：1  數(shù)字光計(jì)算機(jī)的基本原理。2  光學(xué)互連。3 光學(xué)存儲(chǔ)。教學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 光學(xué)邏輯運(yùn)算第二節(jié) 光學(xué)互連第三節(jié) 光存儲(chǔ)第四節(jié) 光計(jì)算機(jī)考核要求：1 數(shù)字光計(jì)算機(jī)的基本原理。（了解）2 光學(xué)互連。（了解）3 光學(xué)存儲(chǔ)。（了解）第九章 光學(xué)三維傳感教學(xué)要點(diǎn)：1 主動(dòng)三維傳感

10、的基本原理及常用方法。2 采用單光束的三維傳感原理及應(yīng)用。3  采用激光片光的三維傳感原理。4  相位測(cè)量剖面術(shù)。5 傅立葉變換剖面術(shù)。6 飛行時(shí)間法測(cè)量原理。教學(xué)時(shí)數(shù)：10學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容：第一節(jié) 主動(dòng)三維傳感的基本原理第二節(jié) 采用單光束的三維傳感第三節(jié) 采用激光片光的三維傳感原理第四節(jié) 相位測(cè)量剖面術(shù)第五節(jié) 傅立葉變換剖面術(shù)第六節(jié) 采用激光掃描的三維共焦成像第七節(jié) 飛行時(shí)間法考核要求：1 主動(dòng)三維傳感的基本原理及常用方法。（理解）2 采用單光束的三維傳感原理及應(yīng)用。（了解）3 采用激光片光的三維傳感原理。（了解）4 相位測(cè)量剖面術(shù)。（掌握）5 傅立葉變換剖面術(shù)。（掌握）6 飛行時(shí)間法測(cè)量原理。（了