信息光学课程教学大纲

1、信息光学课程教学大纲一、信息光学课程说明（一）课程代码：08131011（二）课程英文名称：Information Optics（三）开课对象：应用物理专业（光电子方向），光信息科学与技术专业（四）课程性质：信息光学是近40多年迅速发展起来的一门新兴学科，它是在全息术、光学传递函数和激光的基础上，从传统的、经典的波动光学中脱颖而出的。与其他形态的信号处理相比，光学信息处理具有高度并行、大容量的特点。信息光学已渗透到科学技术的诸多领域，成为信息科学的重要分支，得到越来越广泛的应用。是光信息科学与技术，光电子专业的专业必修课并且是一门主干课。（五）教学目的：通过本课程的学习使学生系统学习信息光学基

2、础知识，培养学生理论联系实际，结合光学信息处理技术，开拓学生理论用于实践的方法和创新思路，提高学生解决实际问题的能力。为从事光学信息处理工作和近代光学信息处理技术的学习打下基础。（六）教学内容：本课程要求学生掌握线性系统理论、标量衍射理论和光学成像系统理论，初步掌握全息技术、光信息处理技术，了解数字光计算、光学三维传感等前沿领域的技术原理。   （七）学时数、学分数及学时数具体分配学时数： 72学时分数： 4学分学时数具体分配：教 学 内 容讲授实验/实践合 计第一章 线性系统分析1212第二章 标量衍射理论88第三章 光学成像系统的传递函数1010第四章 部分相

3、干理论66第五章 光学全息1212第六章 计算全息66第七章 空间滤波44第八章 数字光计算44第九章 光学三维传感1010 合 计7070（八）教学方式以多媒体教学手段为主要形式的课堂教学。（九）考核方式和成绩记载说明考核方式为考试。严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占40% ，期末成绩占60% 。二、讲授大纲与各章的基本要求第一章 线性系统分析教学要点：1 常用数学函数2 二维傅立叶变换3 卷积与相关4 傅立叶变换性质及定理5 线性系统分析6 二维光波场分析教学时数：12学时教学内容：第一节 几个常用的非初等函数第二节

4、d 函数第三节 二维傅立叶变换第四节 卷积和相关第五节 傅立叶变换的基本性质和有关规定第六节 线性系统分析第七节 二维光场分析考核要求：1常用数学函数（掌握）2二维傅立叶变换（掌握）3卷积与相关（应用）4傅立叶变换性质及定理（熟悉）5线性系统分析（掌握）6二维光波场分析（应用）第二章 标量衍射理论教学要点：1 基尔霍夫积分定理和基尔霍夫衍射公式2 菲涅耳衍射3 夫朗和费衍射4 透镜的傅立叶变换性质教学时数：8学时教学内容：第一节 基尔霍夫衍射理论第二节 衍射的角谱理论第三节 菲涅耳衍射和夫琅禾费衍射第四节 透镜的傅立叶变换性质考核要求：1基尔霍夫积分定理和基尔霍夫衍射公式。（掌握）2菲涅耳衍射

5、。（掌握）3夫朗和费衍射。（掌握）4透镜的傅立叶变换性质。（熟悉）第三章 光学成像系统的传递函数教学要点：1 射受限系统的点扩展函数。2 衍射受限系统的成像规律。3 相干传递函数，光学传递函数，有像差系统的传递函数。4 相干与非相干成像系统的比较。教学时数：10学时教学内容：第一节 相干照明衍射受限系统的点扩展函数第二节 相干照明下衍射受限系统的成像规律第三节 衍射受限系统的相干传递函数第四节 衍射受限非相干成像系统的传递函数第五节 有像差系统的传递函数第六节 相干与非相干成像系统的比较考核要求：1受限系统的点扩展函数。（掌握）2衍射受限系统的成像规律。（掌握）3相干传递函数，光学传递函数，有

6、像差系统的传递函数。（熟悉）4相干与非相干成像系统的比较。（熟悉）第四章 部分相干理论教学要点：1 光波场的数学描述。2 相干性的基本概念，互相干函数，时间相干，空间相干。3 互相干的传播。4 范西特-泽尼克定理。教学时数：6学时教学内容：第一节 多色光场的解析信号表示第二节 互相干函数第三节 时间相干性第四节 空间相干性第五节 在准单色条件下的干涉第六节 互相干的传播第七节 范西泰特-策尼克定理考核要求：1 光波场的数学描述。（掌握）2 相干性的基本概念，互相干函数，时间相干，空间相干。（掌握）3 互相干的传播。（了解）4 范西特-泽尼克定理。(了解)

7、第五章 光学全息教学要点：1 光学全息术基本原理。2 同轴全息和离轴全息。3 各种全息图。4 全息干涉计量。 教学时数：12学时教学内容：第一节 光学全息概述第二节 波前记录与再现第三节 同轴全息图和离轴全息图第四节 基元全息图第五节 菲涅耳全息图第六节 傅立叶变换全息图第七节 像全息图第八节 彩虹全息图第九节 相位全息图第十节 模压全息图第十一节 体积全息第十二节 平面全息图的衍射效率第十三节 全息干涉计量考核要求：1 光学全息术基本原理。（掌握）2 同轴全息和离轴全息。（掌握）3各种全息图。（了解）4全息干涉计量。（了解）第六章 计算全息教学要点：1 计算全息

8、的理论基础。 2 计算全息的编码方法。 3 各种计算全息图。 4计算全息的应用。教学时数：6学时教学内容：第一节 计算全息的理论基础第二节 计算全息的编码方法第三节 计算傅立叶变换全息第四节 计算像面全息第五节 计算全息干涉图第六节 相息图第七节 计算全息的应用第八节 计算全息的几种物理解释第九节 二元光学考核要求：1 计算全息的理论基础。（掌握）2 计算全息的编码方法。（掌握）3 各种计算全息图。（了解）4计算全息的应用。（了解）第七章 空间滤波教学要点：1 空间滤波基本原理。2空间滤波系统与滤波器。3空间滤波应用。教学时数：4学时教学内容：第一节 .

9、空间滤波的基本原理 第二节 系统与滤波器第三节 空间滤波应用举例第四节 傅里叶变换透镜考核要求：1 空间滤波基本原理。（掌握）2 空间滤波系统与滤波器（了解）3空间滤波应用。 （应用）第八章 数字光计算教学要点：1  数字光计算机的基本原理。2  光学互连。3 光学存储。教学时数：4学时教学内容：第一节 光学逻辑运算第二节 光学互连第三节 光存储第四节 光计算机考核要求：1 数字光计算机的基本原理。（了解）2 光学互连。（了解）3 光学存储。（了解）第九章 光学三维传感教学要点：1 主动三维传感

10、的基本原理及常用方法。2 采用单光束的三维传感原理及应用。3  采用激光片光的三维传感原理。4  相位测量剖面术。5 傅立叶变换剖面术。6 飞行时间法测量原理。教学时数：10学时教学内容：第一节 主动三维传感的基本原理第二节 采用单光束的三维传感第三节 采用激光片光的三维传感原理第四节 相位测量剖面术第五节 傅立叶变换剖面术第六节 采用激光扫描的三维共焦成像第七节 飞行时间法考核要求：1 主动三维传感的基本原理及常用方法。（理解）2 采用单光束的三维传感原理及应用。（了解）3 采用激光片光的三维传感原理。（了解）4 相位测量剖面术。（掌握）5 傅立叶变换剖面术。（掌握）6 飞行时间法测量原理。（了