信息光学实验教学大纲.doc

理学院信息光学实验教学大纲【课程编号】16314079【英文名称】Information Optics Experiment【课程学时】40学时【适用专业】光信息科学与技术专业一、 本实验课程的教学目的和要求（对学生实验技能、创新能力、科研能力及解决实际问题方面的锻炼）信息光学实验是光信息专业学生必修的一门专业实验课程，是把信息光学理论运用于实践解决实际问题培养学生的创新能力、科研能力的一门重要实验课程。通过教学使学生掌握透射全息图、反射全息图、像面全息图、一步彩虹全息图的制作与再现；理解全息高密度、大容量信息存储的原理，并在实验中实现大容量信息存储的制作与再现；理解全息干涉测量的原理，并用全息干涉法测量微小位移；了解散斑干涉在现代精密测量技术中的应用，通过散斑摄影术实现位相物体厚度的测量。了解空间滤波与光学信息处理的原理，用光栅法实现图象的相减。要求学生必须熟悉信息光学的基本理论，了解信息光学理论在现代光学测试技术中的应用，要求学生必须具备一定的实验操作技能，尤其是光学器件及系统调试方法与技巧；具有一定实验数据分析与处理能力。在掌握全息照相术的全部操作过程与技术后，能够把信息光学的理论与光学器件的特性结合起来，设计正确的光路，达到实验测试的目的，培养学生解决实际问题的能力。二、 本实验课程与其它课程的关系信息光学实验是以信息光学理论为基础，学生通过大学物理实验、基础光学实验、近代物理实验训练后，具备一定的实验操作技能与实验数据处理能力，它为学生进行设计性实验、毕业设计打下基础。三、 实验课程理论教学内容安排（包括章节、体系、重点、难点、考核方法、学时安排、实验安排、教材及参考书）绪论：（3学时）1、 介绍信息光学实验的目的、要求及操作规范；2、 介绍常用光学器件的使用及调整方法；介绍光路系统调节基本要领（等高、共軸、等光程等）；3、 全息干板的冲洗流程及工艺介绍。教材：现代光学实验教程王仕璠编 北京邮电大学出版社参考书：信息光学苏显渝 编 科学技术出版社四、 实验内容安排（简要说明实验项目体系的结构、类型综合型、设计型、验证型、演示型、课外自选型，分项目列出每个实验的目的、要求、内容、方法、时间、参考材料，其它实验（如开放时间的自选实验）实验课程教学内容安排1实验项目迈克尔逊干涉实验和马赫曾德干涉实验时数项目性质实验内容及要求（必做）1、 熟悉两种干涉的原理，通过自己搭建光路，掌握两种干涉光路的调整方法；2、 观察双光束干涉现象并据此观察光学平台的抗震性能对干涉条纹的影响；改变两臂之一的光程，测量所用激光的相干长度。5验证综合设计演示2实验项目透射全息图与反射全息图的拍摄时数项目性质实验内容及要求（必做）1、 通过拍摄漫反射物体的透射全息图或反射全息图，加深对全息照相基本原理的理解；2、 观察透射全息图的重现像，领会并总结全息照相的特点及其与普通照相的本质区别；3、 观察反射全息图的重现像，弄清反射全息图的重现条件，总结体积全息图与平面全息图的不同特点；通过光路布置过程，熟悉和掌握各种光学元件的特性及调节方法6验证综合设计演示3实验项目像全息图与一步彩虹全息图时数项目性质实验内容及要求（必做）1、 掌握全息图的记录与重现原理，并制作一张像面全息图，在白光下观察其重现像，试比较它与反射全息图、透射全息图的不同之处；2、 掌握制作一步彩虹全息图的原理与方法，并制作一张一步彩虹全息图，在白光下观察其重现的准单色像。6验证综合设计演示4实验项目傅里叶变换全息图时数项目性质实验内容及要求（必做）1、 理解透镜的傅里叶变换性质，学会拍摄傅里叶变换全息图，并观察其重现像，为以后的全息高密度存储和特征识别实验准备条件；2、 掌握无透镜傅里叶变换全息图的原理，学会拍摄无透镜傅里叶变换全息图，并观察其重现像；3、 巩固对傅里叶变换全息图基本原理的认识，分析、比较上述两种傅里叶变换全息图的特点。6验证综合设计演示选作性实验（6学时）5实验项目全息光栅的设计与制作时数项目性质实验内容及要求（选做）1、 掌握制作正弦型和矩形全息光栅的原理和方法；2、 掌握制作复合光栅的原理和方法，观察莫尔条纹；3、 设计一个低频全息光栅或一个复合光栅，并观察和分析实验结果。6验证综合设计演示6实验项目全息高密度、大容量信息存储时数项目性质实验内容及要求（选做）设计应用傅里叶变换全息图进行图文信息高密度存储的光路及实验方案，并作出相应的实验结果；并对实验结果做出分析、评价及改进。6验证综合设计演示7实验项目用全息干涉法测微小位移时数项目性质实验内容及要求（选做）通过二次曝光全息图的拍摄，了解全息干涉计量的原理与方法，设计物体微小位移测量的实验方案，完成二次曝光全息图的拍摄，并作出实验数据的分析与处理。6验证综合设计演示8实验项目散斑摄影术测量位相物体厚度时数项目性质实验内容及要求（选做）了解激光散斑现象的特点，理解二次曝光散斑图测量物体表面的面内位移的原理和方法，设计透明玻璃厚度及其非均匀性的实验方案，完成二次散斑全息图的拍摄，并分析处理数据，最后作出评价与改进。6验证综合设计演示实验5、6、7、8中选一个实验，6学时五、 实验报告及成绩评定1、 必做实验要求每个学生必须完成规范的实验报告。2、 选作性设计性实验，要求学生按照论文的规范与格式写出相关的实验总结性论文。3、 本实验课程成绩必做实验（60）选作设计性实验（40）；说明：（1）必做实验60每个必做实验的平均成绩60；