信息光學(xué)簡明教程-教學(xué)大綱、授課計劃 陳家壁

《信息光學(xué)簡明教程》教學(xué)大綱課程信息課程名稱：信息光學(xué)簡明教程課程類別：素質(zhì)選修課/專業(yè)基礎(chǔ)課課程性質(zhì)：選修/必修計劃學(xué)時：64計劃學(xué)分：4先修課程：無選用教材：《信息光學(xué)簡明教程》，陳家壁主編，2023年，電子工業(yè)出版社。適用專業(yè)：本課程可作為高等院校光學(xué)、光學(xué)工程、光信息科學(xué)與技術(shù)、電子科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)本科生課程，也可供相應(yīng)專業(yè)的教師和科技工作者參考。課程負(fù)責(zé)人：二、課程簡介信息光學(xué)技術(shù)是光學(xué)和信息科學(xué)相結(jié)合而發(fā)展起來的一門新的光學(xué)技術(shù)，本課程既闡述了信息光學(xué)技術(shù)的基本理論，也介紹了這一技術(shù)的最新進(jìn)展。三、課程教學(xué)要求序號專業(yè)畢業(yè)要求課程教學(xué)要求關(guān)聯(lián)程度1工程知識1.掌握信息光學(xué)技術(shù)的基本理論以及最新進(jìn)展。2.了解信息光學(xué)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和市場需求，為產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)提供指導(dǎo)。L2問題分析1.學(xué)會對信息光學(xué)技術(shù)應(yīng)用出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和解決，包括硬件故障、軟件錯誤、網(wǎng)絡(luò)問題等。2.學(xué)會進(jìn)行故障排除和維修和計算方法，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理應(yīng)用。H3設(shè)計/開發(fā)解決方案1.掌握光學(xué)信息處理與儲存，能將信息光學(xué)技術(shù)應(yīng)用到工作和生活領(lǐng)域中。2.學(xué)會進(jìn)行系統(tǒng)測試和驗證，滿足生產(chǎn)生活中日新月異的新需求。H4研究L5使用現(xiàn)代工具M(jìn)6工程與社會1.了解信息光學(xué)技術(shù)對社會的影響和作用，以及相關(guān)的法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。2.學(xué)會將相應(yīng)技術(shù)應(yīng)用于實際生產(chǎn)和社會服務(wù)中，為社會做出貢獻(xiàn)。L7環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展L8職業(yè)規(guī)范L9個人和團(tuán)隊1.學(xué)會個人發(fā)展和團(tuán)隊合作，提高個人和團(tuán)隊的綜合素質(zhì)。2.學(xué)會與他人合作和溝通，建立良好的人際關(guān)系和團(tuán)隊合作氛圍。H10溝通1.學(xué)會進(jìn)行有效的溝通和表達(dá)，與客戶、同事和上級保持良好的溝通和協(xié)作。2.學(xué)會進(jìn)行跨文化溝通和合作，提高國際化視野和跨文化交流能力。M11項目管理1.學(xué)會進(jìn)行項目管理和組織，包括項目計劃、進(jìn)度控制、質(zhì)量管理等。2.學(xué)會進(jìn)行風(fēng)險評估和管理，提高項目成功的概率和效率。L12終身學(xué)習(xí)1.學(xué)會進(jìn)行自我學(xué)習(xí)和自我提升，不斷提高自身的專業(yè)水平和創(chuàng)新能力。2.學(xué)會進(jìn)行終身學(xué)習(xí)和職業(yè)發(fā)展規(guī)劃，不斷拓展職業(yè)領(lǐng)域和發(fā)展空間。H注：“課程教學(xué)要求”欄中內(nèi)容為針對該課程適用專業(yè)的專業(yè)畢業(yè)要求與相關(guān)教學(xué)要求的具體描述。“關(guān)聯(lián)程度”欄中字母表示二者關(guān)聯(lián)程度。關(guān)聯(lián)程度按高關(guān)聯(lián)、中關(guān)聯(lián)、低關(guān)聯(lián)三檔分別表示為“H”“M”或“L”?！罢n程教學(xué)要求”及“關(guān)聯(lián)程度”中的空白欄表示該課程與所對應(yīng)的專業(yè)畢業(yè)要求條目不相關(guān)。四、課程教學(xué)內(nèi)容章節(jié)名稱主要內(nèi)容重難點關(guān)鍵詞學(xué)時類型1二維線性系統(tǒng)分析線性系統(tǒng)二維傅里葉變換二維線性不變系統(tǒng)抽樣定理了解線性系統(tǒng)、二維傅里葉變換的定義；掌握二維傅里葉變換的存在條件4理論+實操2角譜及標(biāo)量衍射的角譜理論光波的數(shù)學(xué)描述復(fù)振幅分布的角譜及角譜的傳播標(biāo)量衍射的角譜理論夫瑯禾費(fèi)衍射與傅里葉變換菲涅耳衍射和分?jǐn)?shù)傅里葉變換熟悉光振動的復(fù)振幅和亥姆霍茲方程、平面波的復(fù)振幅表示和平面波的空間頻率7理論+實操3光學(xué)成像系統(tǒng)的頻率特性透鏡的相位變換作用透鏡的傅里葉變換性質(zhì)透鏡的一般變換特性相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像分析衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)衍射受限系統(tǒng)的非相干傳遞函數(shù)有像差系統(tǒng)的傳遞函數(shù)相干與非相干成像系統(tǒng)的比較掌握透鏡的相位變換作用和傅里葉變換性質(zhì)；掌握非相干成像系統(tǒng)的光學(xué)傳遞函數(shù)（OTF)以及與CTF的區(qū)別10理論+實操4光學(xué)全息技術(shù)概述波前記錄與再現(xiàn)同軸全息圖和離軸全息圖基元全息圖菲涅耳全息圖傅里葉變換全息圖像全息圖彩虹全息香味全息圖模壓全息圖體積全息平面全息圖的衍射效率了解波前記錄與再現(xiàn)的定義；掌握彩虹全息、香味全息圖、模壓全息圖的原理14理論+實操5計算全息計算全息的理論基礎(chǔ)計算全息的編碼方法計算傅里葉變換全息計算像面全息計算全息干涉圖相息圖計算全息的應(yīng)用計算全息的集中物理解釋了解計算全息的理論基礎(chǔ)、編碼方法和應(yīng)用10理論+實操6光學(xué)信息處理空間濾波圖像相減圖像識別圖像復(fù)原非相千光學(xué)處理白光光學(xué)信息處理技術(shù)掌握圖像相減、圖像識別、圖像復(fù)原和非相千光學(xué)處理的作用和應(yīng)用9理論+實操7光信息存儲概述二維光存儲-光盤存儲三維光存儲四維光存儲了解二維光存儲-光盤存儲、三維光存儲、四維光存儲的結(jié)構(gòu)、原理和應(yīng)用6理論+實操8光通信中光學(xué)信息技術(shù)的應(yīng)用布拉格光纖光柵超短脈沖的整形和處理光譜全息術(shù)陣列波導(dǎo)光柵掌握布拉格光纖光柵、超短脈沖的整形和處理等光通信中光學(xué)信息技術(shù)的應(yīng)用4理論+實操五、考核要求及成績評定序號成績類別考核方式考核要求權(quán)重（%）備注1期末成績期末考試大作業(yè)50百分制，60分為及格2平時成績實踐8次40優(yōu)、良、中、及格、不及格3平時表現(xiàn)出勤情況10兩次未參加課程則無法獲得學(xué)分注：此表中內(nèi)容為該課程的全部考核方式及其相關(guān)信息。六、學(xué)生學(xué)習(xí)建議學(xué)習(xí)方法建議1.依據(jù)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合崗位技能職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，通過案例展開學(xué)習(xí)，將每個項目分成多個任務(wù)，系統(tǒng)化地學(xué)習(xí)。2.通過每個項目最后搭配的習(xí)題，鞏固知識點。3.了解行業(yè)企業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，注重學(xué)習(xí)新技術(shù)、新工藝和新方法，根據(jù)教材中穿插設(shè)置的智能終端產(chǎn)品應(yīng)用相關(guān)實例，對已有技術(shù)持續(xù)進(jìn)行更新。4.通過開展課堂討論、實踐活動，增強(qiáng)的團(tuán)隊協(xié)作能力，學(xué)會如何與他人合作、溝通、協(xié)調(diào)等等。學(xué)生課外閱讀參考資料《信息光學(xué)簡明教程》，陳家壁主編，2023年，電子工業(yè)出版社。七、課程改革與建設(shè)（1）把光學(xué)技術(shù)看作信息科學(xué)技術(shù)的一個重要組成部分進(jìn)行研究。（2）密切聯(lián)系實際，啟發(fā)學(xué)生用信息光學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)理論解決光學(xué)信息技術(shù)的各種應(yīng)用問題。（3）配有許多方便自學(xué)的習(xí)題，以及在國內(nèi)外發(fā)表的有關(guān)文獻(xiàn)，可以引導(dǎo)學(xué)生在本科數(shù)理知識的基礎(chǔ)上，啟發(fā)邏輯與思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。平時對學(xué)生的考核內(nèi)容包括出勤情況、學(xué)生的學(xué)習(xí)成果、課堂討論等方面，占期末總評的50%。期末考試成績占期末總評的50%。制訂人簽字：教研室主任簽字：院部負(fù)責(zé)人簽字：修訂時間：年月日教學(xué)日歷（20xx～20xx學(xué)年第x學(xué)期）開課學(xué)院開課專業(yè)講授學(xué)時32課程名稱信息光學(xué)簡明教程授課教師實踐/實驗學(xué)時32授課年級授課班級總學(xué)時64使用教材《信息光學(xué)簡明教程》參考書目《信息光學(xué)簡明教程》校歷周次授課內(nèi)容分章節(jié)題目第1周第一章二維線性系統(tǒng)分析（4學(xué)時）1.1線性系統(tǒng)（1學(xué)時）1.2二維傅里葉變換（1學(xué)時）1.3二維線性不變系統(tǒng)（1學(xué)時）1.4抽樣定理（1學(xué)時）第2周第二章角譜及標(biāo)量衍射的角譜理論（4學(xué)時）2.1光波的數(shù)學(xué)描述（2學(xué)時）2.2復(fù)振幅分布的角譜及角譜的傳播（1學(xué)時）2.3標(biāo)量衍射的角譜理論（1學(xué)時）第3周第二章角譜及標(biāo)量衍射的角譜理論（3學(xué)時）2.4夫瑯禾費(fèi)衍射與傅里葉變換（1學(xué)時）2.5菲涅耳衍射和分?jǐn)?shù)傅里葉變換（2學(xué)時）第三章光學(xué)成像系統(tǒng)的頻率特性（1學(xué)時）3.1透鏡的相位變換作用（1學(xué)時）第4周第三章光學(xué)成像系統(tǒng)的頻率特性（4學(xué)時）3.2透鏡的傅里葉變換性質(zhì)（2學(xué)時）3.3透鏡的一般變換特性（1學(xué)時）3.4相干照明衍射受限系統(tǒng)的成像分析（1學(xué)時）第5周第三章光學(xué)成像系統(tǒng)的頻率特性（4學(xué)時）3.5衍射受限系統(tǒng)的相干傳遞函數(shù)（1學(xué)時）3.6衍射受限系統(tǒng)的非相干傳遞函數(shù)（1學(xué)時）3.7有像差系統(tǒng)的傳遞函數(shù)（1學(xué)時）3.8相干與非相干成像系統(tǒng)的比較（1學(xué)時）第6周第三章光學(xué)成像系統(tǒng)的頻率特性（1學(xué)時）3.8相干與非相干成像系統(tǒng)的比較（1學(xué)時）第四章光學(xué)全息技術(shù)（3學(xué)時）4.1概述（1學(xué)時）4.2波前記錄與再現(xiàn)（2學(xué)時）第7周第四章光學(xué)全息技術(shù)（4學(xué)時）4.3同軸全息圖和離軸全息圖（1學(xué)時）4.4基元全息圖（1學(xué)時）4.5菲涅耳全息圖（1學(xué)時）4.6傅里葉變換全息圖（1學(xué)時）第8周第四章光學(xué)全息技術(shù)（4學(xué)時）4.7像全息圖（2學(xué)時）4.8彩虹全息（1學(xué)時）4.9香味全息圖（1學(xué)時）第9周第四章光學(xué)全息技術(shù)（3學(xué)時）4.10模壓全息圖（1學(xué)時）4.11體積全息（1學(xué)時）4.12平面全息圖的衍射效率（1學(xué)時）第五章計算全息（1學(xué)時）5.1計算全息的理論基礎(chǔ)（1學(xué)時）第10周第五章計算全息（4學(xué)時）5.1計算全息的理論基礎(chǔ)（1學(xué)時）5.2計算全息的編碼方法（2學(xué)時）5.3計算傅里葉變換全息（1學(xué)時）第11周第五章計算全息（4學(xué)時）5.4計算像面全息（1學(xué)時）5.5計算全息干涉圖（1學(xué)時）5.6相息圖（1學(xué)時）5.7計算全息的應(yīng)用（1學(xué)時）第12周第五章計算全息（1學(xué)時）5.8計算全息的集中物理解釋（1學(xué)時）第六章光學(xué)信息處理（3學(xué)時）6.1空間濾波（2學(xué)時）6.2圖像相減（1學(xué)時）第13周第六章光學(xué)信息處理（4學(xué)時）6.3圖像識別（1學(xué)時）6.4圖像復(fù)原（1學(xué)時）6.5非相千光學(xué)處理（2學(xué)時）第14周第六章光學(xué)信息處理（2學(xué)時）6.6白光光學(xué)