《光电信息工程实验1》课程教学大纲

《光电信息工程实验1》教学大纲一、课程基本信息课程名称光电信息工程实验（2-1）PhotoelectricInformationEngineeringExperiments(2-1)课程编码SCC620812100开课院部理学院课程团队光电信息工程实验学分2.5课内学时60讲授0实验60上机0实践0课外学时30适用专业光电信息科学与工程授课语言中文先修课程应用光学、物理光学、基础光学实验、信息光学课程简介（必修）光电信息工程实验（2-1）是光电信息科学与工程专业学生的专业必修课，涉及到光学信息的采集、传输、存储、处理以及光学检测技术等多方面知识，系统地训练学生进行光电信息工程实验的基本知识、基本方法和基本技能。通过本课程的学习使学生了解光电信息技术在生产、生活和国防中的广泛应用；进一步熟悉各门先修课程、激光原理与技术以及信息光学等课程的基本理论，学会设计正确的光路和探测电路，培养学生解决实际问题的自主学习能力、创新能力和科研能力，能够把相关的理论与光学器件的特性结合起来；提高学生的科学素养，培养学生理论联系实际和实事求是的科学作风，认真严谨的科学态度，积极主动的探索精神，遵守纪律，团结协作，爱护公共财产的优良品德。课程内容包括：激光谐振腔结构、激光振荡条件、激光光束质量的测量、偏振度、阈值、输出效率等特征量的测量、纵模序的测量；电子散斑干涉测量；空间光调制器的特性研究；傅里叶变换及相关图像识别；数字全息术；非相干光学成像系统调制度传递函数的不同测量方法等。PhotoelectricInformationengineeringexperiment(2-1)isaprofessionalcompulsorycourseforstudentsmajoringinphotoelectricinformationscienceandengineering,involvingthecollection,transmission,storage,processingofopticalinformationandopticaldetectiontechnology,systematicallytrainstudents'basicknowledge,basicmethodsandbasicskillsinphotoelectricinformationengineeringexperiments.Throughthestudyofthiscourse,studentscanunderstandthewideapplicationofphotoelectricinformationtechnologyinproduction,lifeandnationaldefense.Furtherfamiliarwiththebasictheoriesofvariousprerequisitecourses,laserprinciplesandtechnologies,informationopticsandothercourses,learntodesignthecorrectopticalpathanddetectioncircuit,cultivatestudents'autonomouslearningability,innovationabilityandscientificresearchabilitytosolvepracticalproblems,andbeabletocombinerelevanttheorieswiththecharacteristicsofopticaldevices;improvestudents'scientificliteracy,cultivatestudents'scientificstyleofintegratingtheorywithpracticeandseekingtruthfromfacts,seriousandrigorousscientificattitude,activeexplorationspirit,discipline,unityandcooperation,thegoodmoralcharacterofcaringforpublicproperty.Thecoursecontentincludes:laserresonatorstructure,laseroscillationconditions,measurementoflaserbeamquality,measurementofcharacteristicquantitiessuchaspolarizationdegree,thresholdvalueandoutputefficiency,andmeasurementoflongitudinalmodesequence;electronicspeckleinterferometry;Studyonthecharacteristicsofspatiallightmodulator;Fouriertransformandrelatedimagerecognition;Digitalholography;Differentmeasurementmethodsofmodulationtransferfunctionofincoherentopticalimagingsystem,etc.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1M1目标1：能够在海洋光探测和新能源光电材料方面，针对特殊要求进行单元设计是3.22M2目标2：能够根据调研的结果及研究问题的特征，选择合理的技术路线，设计光电信息方向的实验方案并且采用科学的实验方法安全地开展实验，最后正确地采集实验数据是4.23M3目标3：能够了解光电信息领域常用的现代仪器、信息技术工具和模拟软件的使用原理和方法，根据实际技术要求正确选择工具，并理解这些设备在应用领域的局限性是5.14M4目标4：能够在实验分组中组织、协调和指挥小组开展工作，充分调动各个组员的主动性是9.25M5目标5：能够自主学习理论课没有涉及的实验原理和实验内容，具有对实际光电信息问题的理解能力，归纳总结的出实验报告的能力和根据具体实验内容提出问题的能力等是12.2三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内学时教学方式课外学时课外环节111、实验理论知识常用光电信息器件的使用方法及操作规范，各个实验项目的主要内容及注意事项等。M34讲授1学习大纲222、空间光调制器特性实验空间光调制器振幅调制研究实验；空间光调制器相位调制研究实验；投影仪原理与光引擎设计实验；相位补偿算法克服孪生像；衍射光学元件算法减弱黑栅效应实验；应用SLM设计制作衍射光栅。M1,M2,M58实验教学4自学资料、撰写实验报告333、连续式调制度传递函数测量了解光学镜头传递函数测量的基本原理，掌握传递函数测量和光学系统成像品质评价的近似方法，学习连续空间法测量MTF值的原理。M1,M2,M54实验教学2自学资料、撰写实验报告444、氦氖激光综合实验学习半外腔激光谐振腔的调整方法；测量激光偏振特性、激光功率和发散角测量、激光模式分析，激光高斯光束测量与变换，激光模式竞争实验。M2,M3,M44实验教学2自学资料、撰写实验报告555、联合傅里叶及图像相关识别学习电寻址液晶空间光调制器的原理、光学特性和操作；了解联合傅里叶变换在光学上的实现及有关效应,体会光学信息图像识别的优越性。M2,M3,M44实验教学2自学资料、撰写实验报告666、电子散斑干涉测量掌握散斑产生的原理；理解散斑测量和散斑干涉测量的原理和区别；学会基本数字图像处理方法和技巧；测量样品温度变化时的表面高度；测量应力下样品表面高度。M2,M3,M44实验教学2自学资料、撰写实验报告777、数字全息在全息照相中引进了数字技术，全息图的记录和再现都用数字技术进行（即数字记录和数字再现）。用带有图像采集功能的高分辨率CCD摄像机或高分辨率SMOS摄像机中的CCD等传感元件替代了全息干版。借助软件编程，可实现数字全息图的光学再现，即还原为一般全息照相用参考光照射全息图再现图像的特点。在数字全息（一）实验的基础上，在马赫曾德干涉仪的物体后添加一个显微物镜，实现光路的预放大。M1,M3,M58实验教学4自学资料、撰写实验报告888、半导体激光综合实验校准光栅光谱仪；观测半导体激光器的中心波长及谱线宽度，以及绘制相应曲线；测量半导体激光器的输出功率、电压电流以及绘制相关曲线；测量偏振度；测量发散角。M2,M44实验教学2自学资料、撰写实验报告999、利用复合光栅实现光学微分实验掌握用复合光栅对光学图象进行微分处理的原理和方法；通过实验和课前课后查阅资料，对傅立叶光学有个初步认识；通过实验观测对图象微分后突出其边缘轮廓的效果。M2,M3,M44实验教学3自学资料、撰写实验报告101010、半导体泵浦激光原理性实验全固态激光谐振腔的调整，激光功率和发散角测量，激光输出功率测量，不同透过率下激光器阈值和输出斜效率的测量；全固态激光谐振腔的调整；激光倍频实验；利用棱镜色散原理测量腔内倍频效率；掌握被动调Q原理，测量脉冲输出的平均功率、脉冲宽度，计算峰值功率。M1,M3,M58实验教学4自学资料、撰写实验报告111111、光敏二极管综合实验光照度测试实验；光敏二极管暗电流测量实验；光敏二极管光电流测试；光敏二极管伏安特性测试；光敏二极管光谱特性测试；光敏二极管灵敏度测试；光敏二极管时间特性测试。M1,M3,M54实验教学2自学资料、撰写实验报告121212、光敏三极管综合实验光照度测试实验；光敏三极管暗电流测量实验；光敏三极管光电流测试；光敏三极管伏安特性测试；光敏三极管光谱特性测试；光敏三极管灵敏度测试；光敏三极管时间特性测试。M2,M4,M54实验教学2自学资料、撰写实验报告四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1实验预习1.考察学生对实验相关内容预习的情况；2.每次实验课利用石大云课堂平台或雨课堂等平台进行实验相关知识的预习测试15%2实验操作考察学生在实验过程中的实际操作能力、方案设计能力、团队协作能力等40%3实验报告考察学生正确处理实验数据，对实验结果进行建模、分析和解释，并通过信息综合得到合理有效的结论的能力25%4理论测试考察学生对实验理论的掌握能力20%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1M1实验预习30%利用石大云课堂或雨课堂在线测试功能进行评分。2M1实验操作70%A-实验过程中能够全面而准确的设计实验方案，并进行正确的实验操作，高质量完成实验相关内容，正确分析、总结实验数据与现象，在团队协作中表现突出；对海洋光探测和新能源光电材料方面实验项目能够高质量的完成方案设计。B-实验过程中能够设计实验方案，并进行实验操作，较好完成实验相关内容，较为正确分析、总结实验数据与现象，在团队协作中表现较好；对海洋光探测和新能源光电材料方面实验项目能够较好的完成方案设计。C-实验过程中基本能够设计实验方案，并进行实验操作，能够基本完成实验相关内容，分析、总结实验数据与现象，在团队协作中表现一般；对海洋光探测和新能源光电材料方面实验项目能够基本完成方案设计。D-实验过程中未能设计实验方案，无法进行相关实验操作，不能完成实验相关内容，不能分析、总结实验数据与现象，在团队协作中表现较差；对海洋光探测和新能源光电材料方面实验项目无法完成方案设计。3M2实验预习30%利用石大云课堂或雨课堂在线测试功能进行评分。4M2实验操作70%A-实验过程中能够全面而准确的设计实验方案，并进行正确的实验操作，高质量完成实验相关内容，正确分析、总结实验数据与现象，在团队协作中表现突出；对海洋光探测和新能源光电材料方面实验项目能够高质量的完成方案设计。B-实验过程中能够设计实验方案，并进行实验操作，较好完成实验相关内容，较为正确分析、总结实验数据与现象，在团队协作中表现较好；对海洋光探测和新能源光电材料方面实验项目能够较好的完成方案设计。C-实验过程中基本能够设计实验方案，并进行实验操作，能够基本完成实验相关内容，分析、总结实验数据与现象，在团队协作中表现一般；对海洋光探测和新能源光电材料方面实验项目能够基本完成方案设计。D-实验过程中未能设计实验方案，无法进行相关实验操作，不能完成实验相关内容，不能分析、总结实验数据与现象，在团队协作中表现较差；对海洋光探测和新能源光电材料方面实验项目无法完成方案设计。5M3理论测试40%（见试卷评分标准）6M3实验操作60%A-实验过程中能够全面而准确的设计实验方案，并进行正确的实验操作，高质量完成实验相关内容，正确分析、总结实验数据与现象，在团队协作中表现突出；对海洋光探测和新能源光电材料方面实验项目能够高质量的完成方案设计。B-实验过程中能够设计实验方案，并进行实验操作，较好完成实验相关内容，较为正确分析、总结实验数据与现象，在团队协作中表现较好；对海洋光探测和新能源光电材料方面实验项目能够较好的完成方案设计。C-实验过程中基本能够设计实验方案，并进行实验操作，能够基本完成实验相关内容，分析、总结实验数据与现象，在团队协作中表现一般；对海洋光探测和新能源光电材料方面实验项目能够基本完成方案设计。D-实验过程中未能设计实验方案，无法进行相关实验操作，不能完成实验相关内容，不能分析、总结实验数据与现象，在团队协作中表现较差；对海洋光探测和新能源光电材料方面实验项目无法完成方案设计。7M4实验操作100%A-实验过程中能够全面而准确的设计实验方案，并进行正确的实验操作，高质量完成实验相关内容，正确分析、总结实验数据与现象，在团队协作中表现突出；对海洋光探测和新能源光电材料方面实验项目能够高质量的完成方案设计。B-实验过程中能够设计实验方案，并进行实验操作，较好完成实验相关内容，较为正确分析、总结实验数据与现象，在团队协作中表现较好；对海洋光探测和新能源光电材料方面实验项目能够较好的完成方案设计。C-实验过程中基本能够设计实验方案，并进行实验操作，能够基本完成实验相关内容，分析、总结实验数据与现象，在团队协作中表现一般；对海洋光探测和新能源光电材料方面实验项目能够基本完成方案设计。D-实验过程中未能设计实验方案，无法进行相关实验操作，不能完成实验相关内容，不能分析、总结实验数据与现象，在团队协作中表现较差；对海洋光探测和新能源光电材料方面实验项目无法完成方案设计。8M5实验报