信息光學實驗教學大綱

1、信息光學實驗教學大綱【課程編號】【英文名稱】Information Optics Experiment【課程學時】40學時【適用專業(yè)】光信息科學與技術(shù)專業(yè)一、 本實驗課程的教學目的和要求（對學生實驗技能、創(chuàng)新能力、科研能力及解決實際問題方面的鍛煉）信息光學實驗是光信息專業(yè)學生必修的一門專業(yè)實驗課程，是把信息光學理論運用于實踐解決實際問題培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力、科研能力的一門重要實驗課程。通過教學使學生掌握透射全息圖、反射全息圖、像面全息圖、一步彩虹全息圖的制作與再現(xiàn)；理解全息高密度、大容量信息存儲的原理，并在實驗中實現(xiàn)大容量信息存儲的制作與再現(xiàn)；理解全息干涉測量的原理，并用全息干涉法測量微小位移；

2、了解散斑干涉在現(xiàn)代精密測量技術(shù)中的應用，通過散斑攝影術(shù)實現(xiàn)位相物體厚度的測量。了解空間濾波與光學信息處理的原理，用光柵法實現(xiàn)圖象的相減。要求學生必須熟悉信息光學的基本理論，了解信息光學理論在現(xiàn)代光學測試技術(shù)中的應用，要求學生必須具備一定的實驗操作技能，尤其是光學器件及系統(tǒng)調(diào)試方法與技巧；具有一定實驗數(shù)據(jù)分析與處理能力。在掌握全息照相術(shù)的全部操作過程與技術(shù)后，能夠把信息光學的理論與光學器件的特性結(jié)合起來，設計正確的光路，達到實驗測試的目的，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。二、 本實驗課程與其它課程的關系信息光學實驗是以信息光學理論為基礎，學生通過大學物理實驗、基礎光學實驗、近代物理實驗訓練后，具備一

3、定的實驗操作技能與實驗數(shù)據(jù)處理能力，它為學生進行設計性實驗、畢業(yè)設計打下基礎。三、 實驗課程理論教學內(nèi)容安排（包括章節(jié)、體系、重點、難點、考核方法、學時安排、實驗安排、教材及參考書）緒論：（3學時）1、 介紹信息光學實驗的目的、要求及操作規(guī)范；2、 介紹常用光學器件的使用及調(diào)整方法；介紹光路系統(tǒng)調(diào)節(jié)基本要領（等高、共軸、等光程等）；3、 全息干板的沖洗流程及工藝介紹。教材：現(xiàn)代光學實驗教程王仕璠編 北京郵電大學出版社參考書：信息光學蘇顯渝 編 科學技術(shù)出版社四、 實驗內(nèi)容安排（簡要說明實驗項目體系的結(jié)構(gòu)、類型綜合型、設計型、驗證型、演示型、課外自選型，分項目列出每個實驗的目的、要求、內(nèi)容、方法

4、、時間、參考材料，其它實驗（如開放時間的自選實驗）實驗課程教學內(nèi)容安排1實驗項目邁克爾遜干涉實驗和馬赫曾德干涉實驗時數(shù)項目性質(zhì)實驗內(nèi)容及要求（必做）1、 熟悉兩種干涉的原理，通過自己搭建光路，掌握兩種干涉光路的調(diào)整方法；2、 觀察雙光束干涉現(xiàn)象并據(jù)此觀察光學平臺的抗震性能對干涉條紋的影響；改變兩臂之一的光程，測量所用激光的相干長度。5驗證綜合設計演示2實驗項目透射全息圖與反射全息圖的拍攝時數(shù)項目性質(zhì)實驗內(nèi)容及要求（必做）1、 通過拍攝漫反射物體的透射全息圖或反射全息圖，加深對全息照相基本原理的理解；2、 觀察透射全息圖的重現(xiàn)像，領會并總結(jié)全息照相的特點及其與普通照相的本質(zhì)區(qū)別；3、 觀察反射全

5、息圖的重現(xiàn)像，弄清反射全息圖的重現(xiàn)條件，總結(jié)體積全息圖與平面全息圖的不同特點；通過光路布置過程，熟悉和掌握各種光學元件的特性及調(diào)節(jié)方法6驗證綜合設計演示3實驗項目像全息圖與一步彩虹全息圖時數(shù)項目性質(zhì)實驗內(nèi)容及要求（必做）1、 掌握全息圖的記錄與重現(xiàn)原理，并制作一張像面全息圖，在白光下觀察其重現(xiàn)像，試比較它與反射全息圖、透射全息圖的不同之處；2、 掌握制作一步彩虹全息圖的原理與方法，并制作一張一步彩虹全息圖，在白光下觀察其重現(xiàn)的準單色像。6驗證綜合設計演示4實驗項目傅里葉變換全息圖時數(shù)項目性質(zhì)實驗內(nèi)容及要求（必做）1、 理解透鏡的傅里葉變換性質(zhì)，學會拍攝傅里葉變換全息圖，并觀察其重現(xiàn)像，為以后的

6、全息高密度存儲和特征識別實驗準備條件；2、 掌握無透鏡傅里葉變換全息圖的原理，學會拍攝無透鏡傅里葉變換全息圖，并觀察其重現(xiàn)像；3、 鞏固對傅里葉變換全息圖基本原理的認識，分析、比較上述兩種傅里葉變換全息圖的特點。6驗證綜合設計演示選作性實驗（6學時）5實驗項目全息光柵的設計與制作時數(shù)項目性質(zhì)實驗內(nèi)容及要求（選做）1、 掌握制作正弦型和矩形全息光柵的原理和方法；2、 掌握制作復合光柵的原理和方法，觀察莫爾條紋；3、 設計一個低頻全息光柵或一個復合光柵，并觀察和分析實驗結(jié)果。6驗證綜合設計演示6實驗項目全息高密度、大容量信息存儲時數(shù)項目性質(zhì)實驗內(nèi)容及要求（選做）設計應用傅里葉變換全息圖進行圖文信息

7、高密度存儲的光路及實驗方案，并作出相應的實驗結(jié)果；并對實驗結(jié)果做出分析、評價及改進。6驗證綜合設計演示7實驗項目用全息干涉法測微小位移時數(shù)項目性質(zhì)實驗內(nèi)容及要求（選做）通過二次曝光全息圖的拍攝，了解全息干涉計量的原理與方法，設計物體微小位移測量的實驗方案，完成二次曝光全息圖的拍攝，并作出實驗數(shù)據(jù)的分析與處理。6驗證綜合設計演示8實驗項目散斑攝影術(shù)測量位相物體厚度時數(shù)項目性質(zhì)實驗內(nèi)容及要求（選做）了解激光散斑現(xiàn)象的特點，理解二次曝光散斑圖測量物體表面的面內(nèi)位移的原理和方法，設計透明玻璃厚度及其非均勻性的實驗方案，完成二次散斑全息圖的拍攝，并分析處理數(shù)據(jù)，最后作出評價與改進。6驗證綜合設計演示實驗5、6、7、8中選一個實驗，6學時五、 實驗報告及成績評定1、 必做實驗要求每個學生必須完成規(guī)范的實驗報告。2、 選作性設計性實驗，要求學生按照論文的規(guī)范與格式寫出相關的實驗總結(jié)性論文。3、 本實驗課程成績必做實驗（60）選作設計性實驗（40）；說明：（1）必做實驗60每個必做實驗的平均成績60；