《光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)II》課程教學(xué)大綱（本科）

1、光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)II（Optical Comprehensive Experiment II）課程代碼：（03410048）學(xué)分：2學(xué)時(shí)：30 （其中：講課學(xué)時(shí)：0實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：30上機(jī)學(xué)時(shí)：0）先修課程：光學(xué)，激光原理適用專業(yè)：光電、測控、機(jī)電類專業(yè)教材或?qū)嶒?yàn)指導(dǎo)書：（選填）一、課程性質(zhì)光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)H是光電信息科學(xué)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(xué)期。光學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)n教學(xué)的目的不僅在于復(fù)現(xiàn)理論教材中已經(jīng)說明的各種光學(xué) 現(xiàn)象，更在于運(yùn)用現(xiàn)在的光學(xué)基本規(guī)律，利用現(xiàn)代化的光學(xué)電測試技術(shù)，解決實(shí)際中能夠 用光學(xué)方法解決的各種問題；或者應(yīng)用現(xiàn)有的設(shè)備和手段研究并尋找新的規(guī)律和應(yīng)用途徑

2、。同 時(shí)要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中具有理論聯(lián)系實(shí)際和實(shí)事求是的科學(xué)作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度，遵 守紀(jì)律、團(tuán)結(jié)協(xié)作和保護(hù)公共財(cái)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(gè)實(shí)驗(yàn)，涵蓋激光干涉、散斑、衍射、共焦、納 米等多種先進(jìn)測試實(shí)驗(yàn)技術(shù)，使學(xué)生逐步掌握有關(guān)光學(xué)的基本技術(shù)與實(shí)際應(yīng)用研究有關(guān)問題的 思路和方法，在獲取知識的同時(shí)，學(xué)生建立物理模型的能力、定性分析、估算與定量計(jì)算的能 力，獨(dú)立獲取知識的能力，理論聯(lián)系實(shí)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(qiáng)適應(yīng)能力，提升其科學(xué)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(shí)驗(yàn)教材或資料，作好實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，初步掌握列表、繪圖和逐差法等方法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；4、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確表述和綜合分析能力；5、通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，滿足培養(yǎng)“高素質(zhì)的應(yīng)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(jì)劃中畢業(yè)要求4：畢業(yè)要求4-1.能夠?qū)怆娦畔⒖茖W(xué)與工程相關(guān)的各類物理現(xiàn)象、光電特性進(jìn)行研究和實(shí) 驗(yàn)驗(yàn)證。占該指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度的30%。畢業(yè)要求4-2.能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)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(shí)驗(yàn)方案。占該指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成度的30%。畢業(yè)要

4、求4-3.能夠?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)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(biāo)點(diǎn)達(dá)成度的30%o三、本課程開設(shè)的實(shí)驗(yàn)工程編號實(shí)驗(yàn)工程名稱學(xué)時(shí)類型要求備注1精密位移量的激 光干涉測量方法 及實(shí)驗(yàn)3綜合必做2面形的三維干涉測量及評價(jià)3綜合必做3光學(xué)系統(tǒng)的波差測量3綜合必做4光學(xué)系統(tǒng)的PSF及MTF評價(jià)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(xué)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(yàn)證性、綜合性、設(shè)計(jì)性等；2.要求：指必做、選做。實(shí)驗(yàn)一

5、精密位移量的激光干涉測量方法及實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容精密位移量的激光干涉測量方法及實(shí)驗(yàn)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(diǎn)和應(yīng)用場合實(shí)驗(yàn)二面形的三維干涉測量及評價(jià)1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容數(shù)字干涉測量方法及實(shí)驗(yàn)面形的三維干涉測量及評價(jià)（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(shí)時(shí)檢測技術(shù)解數(shù)字干涉方法的特點(diǎn)及應(yīng)用場合了解外表三維形貌的高精度實(shí)時(shí)測量原理實(shí)測一個(gè)平面光學(xué)零件的外表形貌對評價(jià)指標(biāo)PV, RMS的定義有所掌握實(shí)驗(yàn)三 光學(xué)系統(tǒng)的波差測量1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容光學(xué)系統(tǒng)的波差測量2、基本要求了解光學(xué)系統(tǒng)

6、波差的基本物理概念。掌握光學(xué)系統(tǒng)波差的激光干涉測量方法。實(shí)驗(yàn)四光學(xué)系統(tǒng)的PSF及MTF評價(jià)1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容光學(xué)系統(tǒng)的PSF及MTF評價(jià)2、基本要求了解光學(xué)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(xué)系統(tǒng)的PSF及MTF的評價(jià)方法。實(shí)驗(yàn)五縫寬或間隙及微孔直徑的衍射測量1、實(shí)驗(yàn)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(jì)量原理利用間隙計(jì)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(shí)驗(yàn)六變形的全場衍射測量1、實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)七透鏡的FT性質(zhì)及常用函數(shù)與圖形

7、的光學(xué)頻譜分析1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容透鏡的FT性質(zhì)及常用函數(shù)與圖形的光學(xué)頻譜分析4f光學(xué)系統(tǒng)FT及IFT系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)2、基本要求進(jìn)一步掌握透鏡的FT性質(zhì)，學(xué)習(xí)FT光路的原理，應(yīng)用4f光學(xué)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(yīng)實(shí)驗(yàn)八形變和速度的散斑測量1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容形變的散斑測量速度的散斑測量2、基本要求進(jìn)行形變的散斑測量。了解利用散斑測量速度的方法實(shí)驗(yàn)九激光共焦測量的原理及實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容激光共焦測量的原理及實(shí)驗(yàn)2、基本要求認(rèn)識共焦成像原理及及其測量特點(diǎn)掌握共焦光學(xué)層析方法實(shí)驗(yàn)十位移的納米測量方法1、實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)2、基本要

8、求建立納米測量的概念，了解其實(shí)現(xiàn)方法。利用筆束激光干涉法進(jìn)行納米量級的位移測量了解微弱振動監(jiān)測的原理進(jìn)行納米量級的微弱振動監(jiān)視四、考核與評定（一）實(shí)驗(yàn)工程考核要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告：學(xué)生實(shí)驗(yàn)后應(yīng)按時(shí)完成實(shí)驗(yàn)總結(jié)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)報(bào)告中要寫出：實(shí)驗(yàn)名稱，實(shí)驗(yàn) 人姓名、專業(yè)、班級，實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，?shí)驗(yàn)儀器，實(shí)驗(yàn)原理，實(shí)驗(yàn)過程與步驟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及處理, 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，思考題等。要求內(nèi)容充實(shí)、圖表齊全、數(shù)據(jù)處理正確、結(jié)構(gòu)合理、書面整潔、 對實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析有自己獨(dú)立見解等?？己朔绞剑焊鶕?jù)本學(xué)期要求做的實(shí)驗(yàn)個(gè)數(shù)和學(xué)生各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)成績的總分，計(jì)算出每個(gè)學(xué)生的平均分?jǐn)?shù)做為實(shí)驗(yàn)考核成績。（二）實(shí)驗(yàn)課程成績評定（說明實(shí)驗(yàn)課程成績評定方法，平時(shí)實(shí)

9、驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)課程考試/辯論成績的權(quán)重）注：1.考核形式：指實(shí)驗(yàn)報(bào)告、平時(shí)表現(xiàn)（預(yù)習(xí)、操作）、實(shí)驗(yàn)課程考試、辯論等;考核形式考核結(jié)果考核權(quán)重實(shí)驗(yàn)報(bào)告五級制40%平時(shí)表現(xiàn)五級制60%2.可根據(jù)專業(yè)課程實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)安排或補(bǔ)充。五、大綱說明實(shí)驗(yàn)安排在本科學(xué)習(xí)階段的第5學(xué)期，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程包括課前預(yù)習(xí)、課前討論、實(shí)驗(yàn)操作、 結(jié)果討論、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和思考等6個(gè)環(huán)節(jié)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)前應(yīng)認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?和實(shí)驗(yàn)原理，明確本次實(shí)驗(yàn)中要測定什么量，最終要求什么量，用什么實(shí)驗(yàn)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(jì)好記錄數(shù)據(jù)表格（包含原始數(shù)據(jù)、中間計(jì)算數(shù) 據(jù)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果）等。在檢查完實(shí)驗(yàn)器材完整后，根據(jù)預(yù)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象， 整理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，填寫在實(shí)驗(yàn)報(bào)告相應(yīng)位置處。老師檢查實(shí)驗(yàn)結(jié)果并認(rèn)可后，學(xué)生須切斷電源、 清理實(shí)驗(yàn)儀器、整潔實(shí)驗(yàn)臺面，經(jīng)老師同