《精确认识世界的方法和手段——白光干涉技术》

1、精确认识世界的方法和手段白光干涉技术课程教学大纲一、课程基本信息课程中文名称：精确认识世界的方法白光干涉技术课程英文名称：The Method of precise understanding of the world White-Light Interferometry 开课学期：2学时：16学时学分：1二、课程目的和任务人类对客观世界的认识，是建立在真实、有效的感知、检测、计量、监测客观事物和各种表象的基础上。因此，在新世纪条件下，以测量技术为基础的信息技术，成为新技术革命的基础和关键技术，同时为人类认识世界、改造世界提供了不可缺少的技术手段和物质保障。白光干涉技术是利用宽谱光作为光源，通

2、过观测干涉条纹，实现待测物信息提取与量度的新型光学测量技术。它具有的可绝对测量，微米级的测量精度，抗电磁干扰，本质安全防爆，易于多路复用，造价低廉等特点，成为近20年来快速发展的一门现代光学（纤）干涉技术，在精密计量与测试、生物医学、材料学等领域都存在着广泛的应用。将白光干涉原理与技术引入到新生的研讨课程中目的是，让学生了解光学干涉技术中最新的研究成果，提升他们学习专业知识的兴趣，拓展知识面的深度和广度，合理配置和优化的知识结构，培养他们的创新性和研究性思维模式，为学生进一步的基础课程和专业课程的学习指明方向。三、教学内容与基本要求第一讲：白光干涉原理（2学时）认识世界的方法测量、光的干涉现象

3、，时间相干性，光干涉计量、成像以及应用。白光干涉干涉现象，白光光源光谱及其描述。第二讲：光纤白光干涉仪（2学时）白光干涉仪的基本结构，几种典型的光纤白光干涉仪，光学干涉仪的构造方法。光程扫描延迟技术，中心条纹的测量与分析方法。第三讲：白光干涉传感技术及其应用（2学时）白光温度测量、形变测量、压力测量；光纤参数测量，光电器件结构参数确定，复合材料内部应变的测量等应用。第四讲：光学相干层析技术及其应用（2学时）什么生物光子成像技术，什么是相干层析成像，当前CT成像的分类，OCT技术的特点。OCT系统的构成。OCT技术在活体生物组织结构的分析与研究，眼科疾病、牙科疾病、皮肤癌、胃与肠癌、心脏病等疾病

4、的早期诊断方面的应用。互动研讨环节（4学时）根据课程学习和制定文献的阅读，学生可以选择或者自拟与白光干涉技术的原理、关键技术、具体应用相关的若干个研究课程进行研讨。学生需要提供一篇10002000字的短论文或者课程学习体会，和1份10分钟左右的课程演讲稿。五、教学设计及方法课程教学设计为，课内安排16学时，其中教师课程讲解8学时，实践环节4学时，与学生的互动式研讨4学时。互动式研讨环节4学时的教学设计，互动式教学研讨共进行2次，每次2学时，每次研讨课安排6个学生讲解，每人讲解时间不超过10分钟，每个学生讲解后，其他同学提问交流，教师讲评。实践环节安排4学时，2学时用于观察演示性实验环节，2学时

5、用于验证性实验环节。成绩评定有三部分组成：（1）平时成绩占20%，主要考核到课率情况；（2）实验环节占20%，主要考察动手能力和观察能力；（3）互动研讨环节占60%，包括是否积极参与课堂讨论、是否正确的回答问题及是否活跃的思维表现。其中课程演讲与问题解答占30%，课程短论文占20%，讨论与提问占10%。六、调查、参观、实践、实验内容（小4号黑体）演示实验一：白光干涉现象与白光干涉仪（2学时）验证实验二：光纤白光干涉传感实验（2学时）八、主要参考资料（小4号黑体）1 苑立波，杨 军，第九章， 光纤白光干涉传感技术与应用，光纤传感技术- 新进展，靳伟，阮双琛等著，科学出版社出版，20052 Lib

6、o Yuan, Limin Zhou, Wei Jin, C. C. Chan, Recent progress of white light interferometric fiberoptic strain sensing techniques, Review of Scientific Instruments 2000, 71(12): 4648-54.3 Yun-Jiang Rao, David A Jackson, Recent progress in fiber optic low-coherence interferometry, Meas. Sci. Technol., 199

7、6, (7) 981999.4 Brett E.Bouma, Guillermo J.Tearney, Handbook of Optical Coherence Tomography, New York, Marcel Dekked, Inc. 2002.5 苑立波，光纤白光干涉传感技术的发展与应用(特邀论文)，黑龙江大学自然科学学报，22（2），172-187，20056 杨 军，苑立波，具有嵌入式双环结构的光纤传感器网络，中国激光，32（10），1391-1396，20057 杨 军，苑立波，白光干涉双环传感网络理论与实验研究，光学学报，25(6)，731-736，20058 D. In

8、audi, Fiber optic sensor network for the monitoring of civil engineering structures, EPFL, Lausanne, Switzerland(1997), Ph.D. Thesis No. 1612.9 苑立波，温度和应变对光纤折射率的影响，光学学报，17（12），1713-1717，199710 Libo Yuan, A simple way for improvement the identification of the central fringe in fiber-optic white light

9、interferometer, Optics & Laser Technology, 29 (7), 365-369, 199711 Libo Yuan and Farhad Ansari, White light interferometric fiber optic distribution strain sensing system, Sensors and Actuators: A. Physical, 63(3), 177-181, 199712 Libo Yuan, White light interferometric fiber-optic strain sensor with

10、 three-peak-wavelength broadband LED source, Appl. Opt., 36(25), 6246-6250，199713 Libo Yuan, 1N star coupler as distributed fiber optic strain sensor using in white light interferometer, Applied Optics, 37(6), 4168-4172, 199814 Yuan Libo, Xiaoyan Lin, Yijun Liang, and Yande Xu, Any-direction fiber-o

11、ptic sliding sensor, Journal of Optoelectronics Laser, 9, 251-253, 1998 15 Libo Yuan, Limin Zhou and Wei Jin, Quasi-distributed strain sensing with white-light interferometry: a novel approach, Optics Letters, 25(15), 1074-1076, 200016 Libo Yuan, Limin Zhou, Wei Jin and Jun Yang, Low-coherence fiber

12、-optic sensor ring network based on a Mach-Zehnder interrogator, Optics Letters, 27(11), 894-896, 200217 Libo Yuan, Limin Zhou and Wei Jin, Multiplexing fiber optic white light Michelson interferometers based on a ring-resonator, IEEE Journal of Ligthwave Technology, 20(8), 1471-1477, 2002 18 Libo Y

13、uan, Multiplexed white light interferometric fiber optic sensor matrix using a long cavity Fabry-Perot resonator, Applied Optics, 41(22), 4460 -4466, 200219 Libo Yuan, Push-pull fiber optic inclinometer based on a Mach-Zehnder optical low-coherence reflectometer, Review of Scientific Instruments, 75(6), 2013-2015, 200420 Libo Yuan, Jun Yang, Lim