《信息光学》课程教学大纲.pdfVIP

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信息光学课程教学大纲

(InformationOptics)

学时数:48

其中:实验学时:0

课外学时:0

学分数:3

适用专业:物理学

一、课程的性质、目的和任务

信息光学是物理学专业学生的一门学科基础课程。它是近年来发展起来的一门新兴学

科,已渗透到科学技术的各个领域,成为信息科学的重要分支,得到越来越广泛的应用。其

知识范围为线性系统分析,标量波衍射理论,光学变换,光学全息和信息处理等。通过本课

程的学习使学生系统地学习信息光学的基础知识,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。

二、课程教学的基本要求

(一)本课程大纲内容要求在48学时内实施完成。

(二)要求学生掌握信息光学基本理论,了解信息光学的发展前沿和应用。

(三)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。

(四)要求学生认真听课并独立完成一定的作业,参加期终考试。

三、课程的教学内容、重点和难点

第一章傅里叶分析

教学内容

几个常用的初等函数,δ函数,梳状函数,卷积与相关,傅里叶变换性质及定理。

难点:有关数学公式的理解和众多定理的灵活运用。

重点:傅里叶光学的数学基础、傅里叶变换的光学应用

第二章二维线性系统

教学内容

线性系统的定义,脉冲响应,线性不变系统,抽样定理,空间带宽积。

难点:线性系统、二维线性空不变系统的定义。

重点:抽样定理,空间带宽积。

第三章:标量波衍射理论

教学内容

光波的数学描述,基尔霍夫衍射理论,衍射的角谱理论,菲涅耳衍射,夫琅禾费衍射,

衍射光栅。

难点:需要进行大量复杂的数学公式推导。

重点:掌握单色光波场的复振幅表示,掌握光的传播就是光的衍射过程这一物理

思想,理解角谱概念。

第四章:透镜的位相调制和傅里叶变换性质

教学内容

光波通过透镜的相位分布,透镜对点光源的成像,透镜的傅里叶变换特性,透镜孔径对

傅里叶变换的影响。

难点:理解透镜的傅里叶变换特性。

重点:在傅里叶光学的角度重新理解透镜这一基本光学元件的成像机理。

第五章:光学成像系统的频率特性

教学内容

透镜的成像性质,衍射受限系统的点扩展函数,衍射受限系统的成像规律,相干传递函

数,光学传递函数,有像差系统的传递函数,相干与非相干成像系统的比较。

难点:数学公式复杂。

重点:建立光学成像系统理论,它与传统光线光学的理论有本质的不同,但结论

相同。前者更加科学和精确。

第六章:光学全息

教学内容

光学全息术基本原理,同轴全息和离轴全息,各种全息图,记录介质,全息干涉计量。

难点:在理论上理解全息照相的原理。

重点:掌握全息照相原理、了解几种常用全息图的基本光路。

第七章:计算全息

教学内容

计算全息图的制作过程,计算全息图的编码方法,相息图。

难点:全息的编码方法。

重点:理解全息的编码方法。

第八章:光学信息处理

教学内容

光学信息处理的分类,相干滤波的基本原理,空间滤波系统与滤波器,空间滤波应用。

图像相减,图像识别,非线性处理,模糊图像的复原,相干与非相干处理,非相干处理系统,非相

干频率综合,白

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