《光学综合实验II》课程教学大纲（本科）

1、光学综合实验II（Optical Comprehensive Experiment II）课程代码：（03410048）学分：2学时：30 （其中：讲课学时：0实验学时：30上机学时：0）先修课程：光学，激光原理适用专业：光电、测控、机电类专业教材或实验指导书：（选填）一、课程性质光学综合实验H是光电信息科学与工程专业为本科生开设的一门重要专业选修课，课 程安排在第五学期。光学综合实验n教学的目的不仅在于复现理论教材中已经说明的各种光学 现象，更在于运用现在的光学基本规律，利用现代化的光学电测试技术，解决实际中能够 用光学方法解决的各种问题；或者应用现有的设备和手段研究并寻找新的规律和应用途径

2、。同 时要求学生在实验过程中具有理论联系实际和实事求是的科学作风，严肃认真的工作态度，遵 守纪律、团结协作和保护公共财产的优良品德。二、课程任务（一）知识方面本课程为光信息专业的必修课，共分为十个实验，涵盖激光干涉、散斑、衍射、共焦、纳 米等多种先进测试实验技术，使学生逐步掌握有关光学的基本技术与实际应用研究有关问题的 思路和方法，在获取知识的同时，学生建立物理模型的能力、定性分析、估算与定量计算的能 力，独立获取知识的能力，理论联系实际的能力获得同步提高与开展。开阔思路，激发探索和 创新精神，增强适应能力，提升其科学技术的整体素养，为今后的科研和工作打下基础。（二）能力与素质方面1、能够通过

3、阅读实验教材或资料，作好实验前的准备；2、初步掌握测量误差的分析和测量不确定度的估算；3、能够正确记录实验数据，初步掌握列表、绘图和逐差法等方法处理实验数据；4、实验结果的正确表述和综合分析能力；5、通过实验培养学生的实验设计能力、创新意识和创新能力，满足培养“高素质的应用型人 才”的需要。（三）对毕业要求的支撑性本课程支撑专业培养计划中毕业要求4：毕业要求4-1.能够对光电信息科学与工程相关的各类物理现象、光电特性进行研究和实 验验证。占该指标点达成度的30%。毕业要求4-2.能够基于科学原理并采用科学方法对光电信息系统的结构、器件、装置、 系统制定实验方案。占该指标点达成度的30%。毕业要

4、求4-3.能够对实验结果进行分析和解释，并通过信息综合得到合理有效的结论。占该指标点达成度的30%o三、本课程开设的实验工程编号实验工程名称学时类型要求备注1精密位移量的激 光干涉测量方法 及实验3综合必做2面形的三维干涉测量及评价3综合必做3光学系统的波差测量3综合必做4光学系统的PSF及MTF评价3综合必做5缝宽或间隙的衍射测量3综合必做6变形的全场衍射测量3综合必做7透镜的FT性质及 常用函数与图形3综合必做的光学频谱分析8面内位移的散斑测量3综合必做9三维形貌层析的共焦测量3综合必做10位移的纳米测量方法3综合必做注：1.类型：指验证性、综合性、设计性等；2.要求：指必做、选做。实验一

5、精密位移量的激光干涉测量方法及实验1、实验内容精密位移量的激光干涉测量方法及实验2、基本要求了解激光干涉测量的原理掌握微米及亚微米量级位移量的激光干涉测量方法了解激光干涉测量方法的优点和应用场合实验二面形的三维干涉测量及评价1、实验内容数字干涉测量方法及实验面形的三维干涉测量及评价（PV值与RMS值）2、基本要求了解激光干涉的近代方法一一数字干涉技术的原理和方法掌握干涉的实时检测技术解数字干涉方法的特点及应用场合了解外表三维形貌的高精度实时测量原理实测一个平面光学零件的外表形貌对评价指标PV, RMS的定义有所掌握实验三 光学系统的波差测量1、实验内容光学系统的波差测量2、基本要求了解光学系统

6、波差的基本物理概念。掌握光学系统波差的激光干涉测量方法。实验四光学系统的PSF及MTF评价1、实验内容光学系统的PSF及MTF评价2、基本要求了解光学系统的PSF及MTF的基本物理概念。掌握利用干涉法测波差求PSF及MTF的基本方法。掌握光学系统的PSF及MTF的评价方法。实验五缝宽或间隙及微孔直径的衍射测量1、实验内容缝宽或间隙的衍射测量微孔直径的衍射测量2、基本要求了解激光衍射计量原理利用间隙计量法测量缝宽了解爱里圆(Airy)测定法利用爱里圆测定法测量微孔直径。实验六变形的全场衍射测量1、实验内容变形的全场衍射测量2、基本要求了解变形的全场衍射测量方法实验七透镜的FT性质及常用函数与图形

7、的光学频谱分析1、实验内容透镜的FT性质及常用函数与图形的光学频谱分析4f光学系统FT及IFT系统实验2、基本要求进一步掌握透镜的FT性质，学习FT光路的原理，应用4f光学FT系统观察常见图样的反傅氏变换（IFT）图像，并与FT频谱和试件图样比拟观察渐晕效应实验八形变和速度的散斑测量1、实验内容形变的散斑测量速度的散斑测量2、基本要求进行形变的散斑测量。了解利用散斑测量速度的方法实验九激光共焦测量的原理及实验1、实验内容激光共焦测量的原理及实验2、基本要求认识共焦成像原理及及其测量特点掌握共焦光学层析方法实验十位移的纳米测量方法1、实验内容位移的纳米测量方法微弱振动的纳米量级监视实验2、基本要

8、求建立纳米测量的概念，了解其实现方法。利用笔束激光干涉法进行纳米量级的位移测量了解微弱振动监测的原理进行纳米量级的微弱振动监视四、考核与评定（一）实验工程考核要求实验报告：学生实验后应按时完成实验总结报告。实验报告中要写出：实验名称，实验 人姓名、专业、班级，实验目的，实验仪器，实验原理，实验过程与步骤，实验数据及处理, 实验结果分析，思考题等。要求内容充实、图表齐全、数据处理正确、结构合理、书面整洁、 对实验结果分析有自己独立见解等。考核方式：根据本学期要求做的实验个数和学生各项实验成绩的总分，计算出每个学生的平均分数做为实验考核成绩。（二）实验课程成绩评定（说明实验课程成绩评定方法，平时实

9、验与实验课程考试/辩论成绩的权重）注：1.考核形式：指实验报告、平时表现（预习、操作）、实验课程考试、辩论等;考核形式考核结果考核权重实验报告五级制40%平时表现五级制60%2.可根据专业课程实际情况进行适当安排或补充。五、大纲说明实验安排在本科学习阶段的第5学期，整个实验过程包括课前预习、课前讨论、实验操作、 结果讨论、实验报告和思考等6个环节。学生在实验前应认真阅读实验指导书，了解实验目的 和实验原理，明确本次实验中要测定什么量，最终要求什么量，用什么实验方法，使用什么仪 器，控制什么条件，需要注意什么问题，并设计好记录数据表格（包含原始数据、中间计算数 据及实验结果）等。在检查完实验器材完整后，根据预习内容进行实验，认真分析实验现象， 整理实验结果，填写在实验报告相应位置处。老师检查实验结果并认可后，学生须切断电源、 清理实验仪器、整洁实验台面，经老师同