信息光学简明教程-教学大纲、授课计划 陈家壁

《信息光学简明教程》教学大纲课程信息课程名称：信息光学简明教程课程类别：素质选修课/专业基础课课程性质：选修/必修计划学时：64计划学分：4先修课程：无选用教材：《信息光学简明教程》，陈家壁主编，2023年，电子工业出版社。适用专业：本课程可作为高等院校光学、光学工程、光信息科学与技术、电子科学与技术等专业本科生课程，也可供相应专业的教师和科技工作者参考。课程负责人：二、课程简介信息光学技术是光学和信息科学相结合而发展起来的一门新的光学技术，本课程既阐述了信息光学技术的基本理论，也介绍了这一技术的最新进展。三、课程教学要求序号专业毕业要求课程教学要求关联程度1工程知识1.掌握信息光学技术的基本理论以及最新进展。2.了解信息光学技术的应用领域和市场需求，为产品设计和开发提供指导。L2问题分析1.学会对信息光学技术应用出现的问题进行分析和解决，包括硬件故障、软件错误、网络问题等。2.学会进行故障排除和维修和计算方法，以实现数据处理应用。H3设计/开发解决方案1.掌握光学信息处理与储存，能将信息光学技术应用到工作和生活领域中。2.学会进行系统测试和验证，满足生产生活中日新月异的新需求。H4研究L5使用现代工具M6工程与社会1.了解信息光学技术对社会的影响和作用，以及相关的法律法规和标准。2.学会将相应技术应用于实际生产和社会服务中，为社会做出贡献。L7环境和可持续发展L8职业规范L9个人和团队1.学会个人发展和团队合作，提高个人和团队的综合素质。2.学会与他人合作和沟通，建立良好的人际关系和团队合作氛围。H10沟通1.学会进行有效的沟通和表达，与客户、同事和上级保持良好的沟通和协作。2.学会进行跨文化沟通和合作，提高国际化视野和跨文化交流能力。M11项目管理1.学会进行项目管理和组织，包括项目计划、进度控制、质量管理等。2.学会进行风险评估和管理，提高项目成功的概率和效率。L12终身学习1.学会进行自我学习和自我提升，不断提高自身的专业水平和创新能力。2.学会进行终身学习和职业发展规划，不断拓展职业领域和发展空间。H注：“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述。“关联程度”栏中字母表示二者关联程度。关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”“M”或“L”。“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关。四、课程教学内容章节名称主要内容重难点关键词学时类型1二维线性系统分析线性系统二维傅里叶变换二维线性不变系统抽样定理了解线性系统、二维傅里叶变换的定义；掌握二维傅里叶变换的存在条件4理论+实操2角谱及标量衍射的角谱理论光波的数学描述复振幅分布的角谱及角谱的传播标量衍射的角谱理论夫琅禾费衍射与傅里叶变换菲涅耳衍射和分数傅里叶变换熟悉光振动的复振幅和亥姆霍兹方程、平面波的复振幅表示和平面波的空间频率7理论+实操3光学成像系统的频率特性透镜的相位变换作用透镜的傅里叶变换性质透镜的一般变换特性相干照明衍射受限系统的成像分析衍射受限系统的相干传递函数衍射受限系统的非相干传递函数有像差系统的传递函数相干与非相干成像系统的比较掌握透镜的相位变换作用和傅里叶变换性质；掌握非相干成像系统的光学传递函数（OTF)以及与CTF的区别10理论+实操4光学全息技术概述波前记录与再现同轴全息图和离轴全息图基元全息图菲涅耳全息图傅里叶变换全息图像全息图彩虹全息香味全息图模压全息图体积全息平面全息图的衍射效率了解波前记录与再现的定义；掌握彩虹全息、香味全息图、模压全息图的原理14理论+实操5计算全息计算全息的理论基础计算全息的编码方法计算傅里叶变换全息计算像面全息计算全息干涉图相息图计算全息的应用计算全息的集中物理解释了解计算全息的理论基础、编码方法和应用10理论+实操6光学信息处理空间滤波图像相减图像识别图像复原非相千光学处理白光光学信息处理技术掌握图像相减、图像识别、图像复原和非相千光学处理的作用和应用9理论+实操7光信息存储概述二维光存储-光盘存储三维光存储四维光存储了解二维光存储-光盘存储、三维光存储、四维光存储的结构、原理和应用6理论+实操8光通信中光学信息技术的应用布拉格光纤光栅超短脉冲的整形和处理光谱全息术阵列波导光栅掌握布拉格光纤光栅、超短脉冲的整形和处理等光通信中光学信息技术的应用4理论+实操五、考核要求及成绩评定序号成绩类别考核方式考核要求权重（%）备注1期末成绩期末考试大作业50百分制，60分为及格2平时成绩实践8次40优、良、中、及格、不及格3平时表现出勤情况10两次未参加课程则无法获得学分注：此表中内容为该课程的全部考核方式及其相关信息。六、学生学习建议学习方法建议1.依据专业教学标准，结合岗位技能职业标准，通过案例展开学习，将每个项目分成多个任务，系统化地学习。2.通过每个项目最后搭配的习题，巩固知识点。3.了解行业企业技术标准，注重学习新技术、新工艺和新方法，根据教材中穿插设置的智能终端产品应用相关实例，对已有技术持续进行更新。4.通过开展课堂讨论、实践活动，增强的团队协作能力，学会如何与他人合作、沟通、协调等等。学生课外阅读参考资料《信息光学简明教程》，陈家壁主编，2023年，电子工业出版社。七、课程改革与建设（1）把光学技术看作信息科学技术的一个重要组成部分进行研究。（2）密切联系实际，启发学生用信息光学技术的基础理论解决光学信息技术的各种应用问题。（3）配有许多方便自学的习题，以及在国内外发表的有关文献，可以引导学生在本科数理知识的基础上，启发逻辑与思维，培养创新能力。平时对学生的考核内容包括出勤情况、学生的学习成果、课堂讨论等方面，占期末总评的50%。期末考试成绩占期末总评的50%。制订人签字：教研室主任签字：院部负责人签字：修订时间：年月日教学日历（20xx～20xx学年第x学期）开课学院开课专业讲授学时32课程名称信息光学简明教程授课教师实践/实验学时32授课年级授课班级总学时64使用教材《信息光学简明教程》参考书目《信息光学简明教程》校历周次授课内容分章节题目第1周第一章二维线性系统分析（4学时）1.1线性系统（1学时）1.2二维傅里叶变换（1学时）1.3二维线性不变系统（1学时）1.4抽样定理（1学时）第2周第二章角谱及标量衍射的角谱理论（4学时）2.1光波的数学描述（2学时）2.2复振幅分布的角谱及角谱的传播（1学时）2.3标量衍射的角谱理论（1学时）第3周第二章角谱及标量衍射的角谱理论（3学时）2.4夫琅禾费衍射与傅里叶变换（1学时）2.5菲涅耳衍射和分数傅里叶变换（2学时）第三章光学成像系统的频率特性（1学时）3.1透镜的相位变换作用（1学时）第4周第三章光学成像系统的频率特性（4学时）3.2透镜的傅里叶变换性质（2学时）3.3透镜的一般变换特性（1学时）3.4相干照明衍射受限系统的成像分析（1学时）第5周第三章光学成像系统的频率特性（4学时）3.5衍射受限系统的相干传递函数（1学时）3.6衍射受限系统的非相干传递函数（1学时）3.7有像差系统的传递函数（1学时）3.8相干与非相干成像系统的比较（1学时）第6周第三章光学成像系统的频率特性（1学时）3.8相干与非相干成像系统的比较（1学时）第四章光学全息技术（3学时）4.1概述（1学时）4.2波前记录与再现（2学时）第7周第四章光学全息技术（4学时）4.3同轴全息图和离轴全息图（1学时）4.4基元全息图（1学时）4.5菲涅耳全息图（1学时）4.6傅里叶变换全息图（1学时）第8周第四章光学全息技术（4学时）4.7像全息图（2学时）4.8彩虹全息（1学时）4.9香味全息图（1学时）第9周第四章光学全息技术（3学时）4.10模压全息图（1学时）4.11体积全息（1学时）4.12平面全息图的衍射效率（1学时）第五章计算全息（1学时）5.1计算全息的理论基础（1学时）第10周第五章计算全息（4学时）5.1计算全息的理论基础（1学时）5.2计算全息的编码方法（2学时）5.3计算傅里叶变换全息（1学时）第11周第五章计算全息（4学时）5.4计算像面全息（1学时）5.5计算全息干涉图（1学时）5.6相息图（1学时）5.7计算全息的应用（1学时）第12周第五章计算全息（1学时）5.8计算全息的集中物理解释（1学时）第六章光学信息处理（3学时）6.1空间滤波（2学时）6.2图像相减（1学时）第13周第六章光学信息处理（4学时）6.3图像识别（1学时）6.4图像复原（1学时）6.5非相千光学处理（2学时）第14周第六章光学信息处理（2学时）6.6白光光学