《光學綜合實驗II》課程教學大綱（本科）

1、光學綜合實驗II（Optical Comprehensive Experiment II）課程代碼：（03410048）學分：2學時：30 （其中：講課學時：0實驗學時：30上機學時：0）先修課程：光學，激光原理適用專業(yè)：光電、測控、機電類專業(yè)教材或?qū)嶒炛笇海ㄟx填）一、課程性質(zhì)光學綜合實驗H是光電信息科學與工程專業(yè)為本科生開設(shè)的一門重要專業(yè)選修課，課 程安排在第五學期。光學綜合實驗n教學的目的不僅在于復現(xiàn)理論教材中已經(jīng)說明的各種光學 現(xiàn)象，更在于運用現(xiàn)在的光學基本規(guī)律，利用現(xiàn)代化的光學電測試技術(shù)，解決實際中能夠 用光學方法解決的各種問題；或者應用現(xiàn)有的設(shè)備和手段研究并尋找新的規(guī)律和應用途徑

2、。同 時要求學生在實驗過程中具有理論聯(lián)系實際和實事求是的科學作風，嚴肅認真的工作態(tài)度，遵 守紀律、團結(jié)協(xié)作和保護公共財產(chǎn)的優(yōu)良品德。二、課程任務(wù)（一）知識方面本課程為光信息專業(yè)的必修課，共分為十個實驗，涵蓋激光干涉、散斑、衍射、共焦、納 米等多種先進測試實驗技術(shù)，使學生逐步掌握有關(guān)光學的基本技術(shù)與實際應用研究有關(guān)問題的 思路和方法，在獲取知識的同時，學生建立物理模型的能力、定性分析、估算與定量計算的能 力，獨立獲取知識的能力，理論聯(lián)系實際的能力獲得同步提高與開展。開闊思路，激發(fā)探索和 創(chuàng)新精神，增強適應能力，提升其科學技術(shù)的整體素養(yǎng)，為今后的科研和工作打下基礎(chǔ)。（二）能力與素質(zhì)方面1、能夠通過

3、閱讀實驗教材或資料，作好實驗前的準備；2、初步掌握測量誤差的分析和測量不確定度的估算；3、能夠正確記錄實驗數(shù)據(jù)，初步掌握列表、繪圖和逐差法等方法處理實驗數(shù)據(jù)；4、實驗結(jié)果的正確表述和綜合分析能力；5、通過實驗培養(yǎng)學生的實驗設(shè)計能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，滿足培養(yǎng)“高素質(zhì)的應用型人 才”的需要。（三）對畢業(yè)要求的支撐性本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求4：畢業(yè)要求4-1.能夠?qū)怆娦畔⒖茖W與工程相關(guān)的各類物理現(xiàn)象、光電特性進行研究和實 驗驗證。占該指標點達成度的30%。畢業(yè)要求4-2.能夠基于科學原理并采用科學方法對光電信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、器件、裝置、 系統(tǒng)制定實驗方案。占該指標點達成度的30%。畢業(yè)要

4、求4-3.能夠?qū)嶒灲Y(jié)果進行分析和解釋，并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。占該指標點達成度的30%o三、本課程開設(shè)的實驗工程編號實驗工程名稱學時類型要求備注1精密位移量的激 光干涉測量方法 及實驗3綜合必做2面形的三維干涉測量及評價3綜合必做3光學系統(tǒng)的波差測量3綜合必做4光學系統(tǒng)的PSF及MTF評價3綜合必做5縫寬或間隙的衍射測量3綜合必做6變形的全場衍射測量3綜合必做7透鏡的FT性質(zhì)及 常用函數(shù)與圖形3綜合必做的光學頻譜分析8面內(nèi)位移的散斑測量3綜合必做9三維形貌層析的共焦測量3綜合必做10位移的納米測量方法3綜合必做注：1.類型：指驗證性、綜合性、設(shè)計性等；2.要求：指必做、選做。實驗一

5、精密位移量的激光干涉測量方法及實驗1、實驗內(nèi)容精密位移量的激光干涉測量方法及實驗2、基本要求了解激光干涉測量的原理掌握微米及亞微米量級位移量的激光干涉測量方法了解激光干涉測量方法的優(yōu)點和應用場合實驗二面形的三維干涉測量及評價1、實驗內(nèi)容數(shù)字干涉測量方法及實驗面形的三維干涉測量及評價（PV值與RMS值）2、基本要求了解激光干涉的近代方法一一數(shù)字干涉技術(shù)的原理和方法掌握干涉的實時檢測技術(shù)解數(shù)字干涉方法的特點及應用場合了解外表三維形貌的高精度實時測量原理實測一個平面光學零件的外表形貌對評價指標PV, RMS的定義有所掌握實驗三 光學系統(tǒng)的波差測量1、實驗內(nèi)容光學系統(tǒng)的波差測量2、基本要求了解光學系統(tǒng)

6、波差的基本物理概念。掌握光學系統(tǒng)波差的激光干涉測量方法。實驗四光學系統(tǒng)的PSF及MTF評價1、實驗內(nèi)容光學系統(tǒng)的PSF及MTF評價2、基本要求了解光學系統(tǒng)的PSF及MTF的基本物理概念。掌握利用干涉法測波差求PSF及MTF的基本方法。掌握光學系統(tǒng)的PSF及MTF的評價方法。實驗五縫寬或間隙及微孔直徑的衍射測量1、實驗內(nèi)容縫寬或間隙的衍射測量微孔直徑的衍射測量2、基本要求了解激光衍射計量原理利用間隙計量法測量縫寬了解愛里圓(Airy)測定法利用愛里圓測定法測量微孔直徑。實驗六變形的全場衍射測量1、實驗內(nèi)容變形的全場衍射測量2、基本要求了解變形的全場衍射測量方法實驗七透鏡的FT性質(zhì)及常用函數(shù)與圖形

7、的光學頻譜分析1、實驗內(nèi)容透鏡的FT性質(zhì)及常用函數(shù)與圖形的光學頻譜分析4f光學系統(tǒng)FT及IFT系統(tǒng)實驗2、基本要求進一步掌握透鏡的FT性質(zhì)，學習FT光路的原理，應用4f光學FT系統(tǒng)觀察常見圖樣的反傅氏變換（IFT）圖像，并與FT頻譜和試件圖樣比擬觀察漸暈效應實驗八形變和速度的散斑測量1、實驗內(nèi)容形變的散斑測量速度的散斑測量2、基本要求進行形變的散斑測量。了解利用散斑測量速度的方法實驗九激光共焦測量的原理及實驗1、實驗內(nèi)容激光共焦測量的原理及實驗2、基本要求認識共焦成像原理及及其測量特點掌握共焦光學層析方法實驗十位移的納米測量方法1、實驗內(nèi)容位移的納米測量方法微弱振動的納米量級監(jiān)視實驗2、基本要

8、求建立納米測量的概念，了解其實現(xiàn)方法。利用筆束激光干涉法進行納米量級的位移測量了解微弱振動監(jiān)測的原理進行納米量級的微弱振動監(jiān)視四、考核與評定（一）實驗工程考核要求實驗報告：學生實驗后應按時完成實驗總結(jié)報告。實驗報告中要寫出：實驗名稱，實驗 人姓名、專業(yè)、班級，實驗目的，實驗儀器，實驗原理，實驗過程與步驟，實驗數(shù)據(jù)及處理, 實驗結(jié)果分析，思考題等。要求內(nèi)容充實、圖表齊全、數(shù)據(jù)處理正確、結(jié)構(gòu)合理、書面整潔、 對實驗結(jié)果分析有自己獨立見解等。考核方式：根據(jù)本學期要求做的實驗個數(shù)和學生各項實驗成績的總分，計算出每個學生的平均分數(shù)做為實驗考核成績。（二）實驗課程成績評定（說明實驗課程成績評定方法，平時實

9、驗與實驗課程考試/辯論成績的權(quán)重）注：1.考核形式：指實驗報告、平時表現(xiàn)（預習、操作）、實驗課程考試、辯論等;考核形式考核結(jié)果考核權(quán)重實驗報告五級制40%平時表現(xiàn)五級制60%2.可根據(jù)專業(yè)課程實際情況進行適當安排或補充。五、大綱說明實驗安排在本科學習階段的第5學期，整個實驗過程包括課前預習、課前討論、實驗操作、 結(jié)果討論、實驗報告和思考等6個環(huán)節(jié)。學生在實驗前應認真閱讀實驗指導書，了解實驗目的 和實驗原理，明確本次實驗中要測定什么量，最終要求什么量，用什么實驗方法，使用什么儀 器，控制什么條件，需要注意什么問題，并設(shè)計好記錄數(shù)據(jù)表格（包含原始數(shù)據(jù)、中間計算數(shù) 據(jù)及實驗結(jié)果）等。在檢查完實驗器材完整后，根據(jù)預習內(nèi)容進行實驗，認真分析實驗現(xiàn)象， 整理實驗結(jié)果，填寫在實驗報告相應位置處。老師檢查實驗結(jié)果并認可后，學生須切斷電源、 清理實驗儀器、整潔實驗臺面，經(jīng)老師同