《數(shù)字全息技術(shù)》課程教學(xué)大綱

《數(shù)字全息技術(shù)》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱數(shù)字全息技術(shù)DigitalHolographyTechnology課程編碼SCC622521020開課院部理學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)（未設(shè)置）學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時(shí)32講授32實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)0適用專業(yè)光電信息科學(xué)與工程授課語言中文先修課程應(yīng)用光學(xué)、物理光學(xué)、信息光學(xué)課程簡介（限選）本課程討論用數(shù)字全息的方法記錄處理再現(xiàn)物光振幅和相位信息，是全息顯微成像、微小面形測量和干涉計(jì)量等現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)。其知識范圍為數(shù)字全息的記錄與再現(xiàn)的基本原理、數(shù)字全息實(shí)驗(yàn)光路設(shè)計(jì)、物光振幅相位提取以及全息成像優(yōu)化等問題。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)與數(shù)字全息相關(guān)的基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，結(jié)合全息干涉技術(shù)，提高學(xué)生解決干涉計(jì)量中的實(shí)際問題的能力。Thiscourseisthebasisofmodernopticaltechnologysuchasholographicmicroscopy,micro-facemeasurementandinterferencemeasurement，whichdiscusseshowtorecord，process，andreconstructtheobjectbeamamplitudeandphaseinformationbythedigitalholographicmethod.Itsknowledgeincludesthebasicprincipleofrecordingandreconstructionofdigitalholography,opticalpathdesignofdigitalholographyexperiment,extractionofobjectbeamamplitudeandphase,holographicimagingoptimization,andsoon.Studentswilllearnbasicopticalknowledge,combinetheorieswithpracticetosolveopticalproblems,andimprovetheirabilitytosolvepracticalproblemsininterferometricmeasurementbytakingthiscourse.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：掌握數(shù)字全息的基本概念、基本工作原理，掌握數(shù)字全息基礎(chǔ)知識，能將所學(xué)的知識運(yùn)用到解決數(shù)字全息成像與檢測中遇到的具體問題。是1.12M2目標(biāo)2：能夠用數(shù)字全息記錄再現(xiàn)的原理對光信息處理應(yīng)用中的具體問題進(jìn)行推演和分析。是1.31.33M3目標(biāo)3：基于數(shù)字全息的原理和文獻(xiàn)研究，能夠?qū)?shù)字全息檢測成像等具體問題的解決方案進(jìn)行調(diào)研和分析。是4.1三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第1章第1章緒論介紹數(shù)字全息的產(chǎn)生、發(fā)展、現(xiàn)狀M11講授0預(yù)習(xí)2第2章第2章數(shù)字全息技術(shù)的基本原理本章重點(diǎn)難點(diǎn)：數(shù)字全息技術(shù)的記錄與再現(xiàn)，抽樣定理。/////32.12.1數(shù)字全息記錄數(shù)字全息記錄，菲涅爾衍射，物光記錄。M11講授0自學(xué)42.22.2數(shù)字全息的再現(xiàn)數(shù)字全息再現(xiàn)，物光再現(xiàn)，菲涅爾再現(xiàn)，卷積再現(xiàn)，角譜再現(xiàn)。M11講授0作業(yè)52.32.3數(shù)字全息記錄最小距離確定離軸數(shù)字全息最小記錄距離，同軸數(shù)字全息最小記錄距離。M21講授0作業(yè)62.42.4抽樣定理記錄器件分辨率，奈奎斯特抽樣定理，最小記錄距離計(jì)算，最大記錄范圍，分辨率。M22講授0作業(yè)7第3章第3章離軸數(shù)字全息術(shù)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：菲涅爾數(shù)字全息，零級像與共軛像的頻譜處理，預(yù)放大數(shù)字全息。/////83.13.1菲涅爾數(shù)字全息術(shù)菲涅爾數(shù)字全息記錄，菲涅爾數(shù)字全息再現(xiàn)，記錄條件的計(jì)算，原始物像，零級項(xiàng)，共軛像，原始物象與共軛像的分離。M22講授0作業(yè)93.23.2離軸數(shù)字全息的頻域分析離軸角度與載波空間頻率之間的關(guān)系，原物像分離的條件，零級項(xiàng)與共軛項(xiàng)的消除，原物像頻譜的獲取與復(fù)位。M22講授0作業(yè)103.33.3離軸數(shù)字全息的記錄與再現(xiàn)離軸數(shù)字全息記錄裝置，離軸數(shù)字全息最小記錄角度的計(jì)算和控制，原物像頻譜的分離，干擾項(xiàng)頻譜的消除，原物像的復(fù)原。M12講授0作業(yè)11第4章第4章相移數(shù)字全息定步長相移數(shù)字全息，等步長相移數(shù)字全息，任意未知步長相移數(shù)字全息/////124.14.1相移干涉術(shù)與相移數(shù)字全息相移干涉術(shù)的原理與算法，相移數(shù)字全息的產(chǎn)生與發(fā)展。M11講授0作業(yè)134.24.2定步長與等步長相移數(shù)字全息定步長相移數(shù)字全息，等步長相移數(shù)字全息。M31講授0大作業(yè)144.34.3意未知步長相移數(shù)字全息兩步相移數(shù)字全息術(shù)，三步法、四步法實(shí)現(xiàn)相移數(shù)字全息。M31講授0大作業(yè)154.44.4弱離軸相移數(shù)字全息弱離軸數(shù)字全息的記錄，弱離軸角度的控制，離軸角度的抽取，弱離軸數(shù)字全息的頻譜分析與物光校正。M32講授0大作業(yè)164.54.5預(yù)放大相移數(shù)字全息預(yù)放大相移數(shù)字全息的記錄裝置，預(yù)放大相移數(shù)字全息的記錄與再現(xiàn)，預(yù)放大相移數(shù)字全息的成像放大率。M21講授0作業(yè)174.64.6彩色相移數(shù)字全息彩色相移數(shù)字全息的記錄，彩色數(shù)字全息各色光像的調(diào)整與融合，彩色相移數(shù)字全息原物像再現(xiàn)。M21講授0作業(yè)18第5章第5章幾個(gè)數(shù)字全息技術(shù)傅里葉變換數(shù)字全息，物光相移數(shù)字全息，光纖導(dǎo)光數(shù)字全息/////195.15.1傅里葉變換數(shù)字全息傅里葉變換數(shù)字全息的記錄與再現(xiàn)M12講授0作業(yè)205.25.2物光相移數(shù)字全息物光相移數(shù)字全息的原理，物光相移數(shù)字全息記錄與再現(xiàn)M22講授0自學(xué)215.35.3光纖導(dǎo)光相移數(shù)字全息光纖導(dǎo)光相移數(shù)字全息的記錄裝置，光纖導(dǎo)光相移數(shù)字全息的記錄與再現(xiàn)M22講授0自學(xué)22第6章第6章數(shù)字全息的應(yīng)用本章重點(diǎn)難點(diǎn)：數(shù)字全息顯微成像物光再現(xiàn)，相位的提取，三維立體成像。/////236.16.1數(shù)字全息顯微成像技術(shù)顯微數(shù)字全息的記錄，顯微數(shù)字全息的再現(xiàn)，細(xì)胞相位重構(gòu)。M31講授0大作業(yè)246.26.2數(shù)字全息干涉計(jì)量和三維形貌測量數(shù)字全息干涉計(jì)量算法，投影法，相移法，干涉條紋相減技術(shù)。M31講授0大作業(yè)256.36.3數(shù)字全息在粒子場測速中的應(yīng)用粒子場測量，電磁場感應(yīng)，計(jì)數(shù)算法M31講授0大作業(yè)266.46.4數(shù)字全息在信息安全方面的應(yīng)用相位板，密匙，明碼，信噪比，抗攻擊性。M31講授0大作業(yè)276.56.5基于數(shù)字全息的VR和AR顯示技術(shù)利用數(shù)字全息實(shí)現(xiàn)VR顯示，利用數(shù)字全息實(shí)現(xiàn)AR顯示，M32講授0大作業(yè)286.66.6基于數(shù)字全息的溶液濃度檢測技術(shù)溶液濃度，折射率與濃度的關(guān)系，陽極過程。M31講授0大作業(yè)四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評占比1平時(shí)作業(yè)和課堂測試平時(shí)作業(yè)：1.成績采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時(shí)上交、是否獨(dú)立完成評分。2.考核學(xué)生對數(shù)字全息基本知識的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力題型主要有作圖、分析和計(jì)算題。3.課堂測試：每次課按照知識點(diǎn)布置測試題，考查學(xué)生基本數(shù)字全息技術(shù)的掌握和應(yīng)用能力。30%2專題調(diào)研與研討1.專題研討如“數(shù)字全息”等相關(guān)光電技術(shù)，調(diào)研如“數(shù)字全息”等光電技術(shù)研究現(xiàn)狀。2.搜集支持題目的文獻(xiàn)資料，要求查閱期刊論文，或?qū)＠?、學(xué)位論文等。寫成學(xué)術(shù)論文的形式，正文中需要對與主題相關(guān)的文獻(xiàn)進(jìn)行分類和評論。3.整理每種技術(shù)涉及的原理，說明具體實(shí)現(xiàn)方法，如有條件可以進(jìn)行模擬?？疾閷W(xué)生對具體技術(shù)進(jìn)行調(diào)研和研究的能力。20%3期末考試1.開卷考試，成績采用百分制，卷面成績總分100分。2.主要考核學(xué)生對信息光學(xué)基本知識的掌握和應(yīng)用能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力，題型主要有簡答題、分析題、計(jì)算題等。50%五、評分細(xì)則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時(shí)作業(yè)和課堂測試70%平時(shí)作業(yè)：A:獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準(zhǔn)確；B:獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準(zhǔn)確；C:獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準(zhǔn)確；D:作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成，作圖不規(guī)范，解題思路混亂。課堂測試：由每次課堂測試成績累積。2M1期末考試30%根據(jù)期末試卷評定3M2期末考試100%根據(jù)期末試卷評定4M3專題調(diào)研與研討100%A：能夠調(diào)研數(shù)字全息成像與測量方法，文獻(xiàn)評論適當(dāng)，原理描述正確，能夠比較各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)。B：能夠調(diào)研數(shù)字全息成像與測量方法，文獻(xiàn)評論基本適當(dāng)，原理描述基本正確，能夠大致比較各種方案的優(yōu)缺點(diǎn)。C:能夠調(diào)研數(shù)字全息成像與測量方法，文獻(xiàn)評論大致適當(dāng)，原理描述大致