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1、数字全息技术教学大纲一、课程基本信息课程名称数字全息技术Digital Holography Technology课程编码SCC622521020开课院部理学院课程团队（未设置）学分2.0课内学时32讲授32实验0上机0实践0课外学时0适用专业光电信息科学与工程授课语言中文先修课程应用光学、物理光学、信息光学课程简介 （限选）本课程讨论用数字全息的方法记录处理再现物光振幅和相位信息，是全息显微成像、微小面形测量和干涉计量等现代光学技术的基 础。其知识范围为数字全息的记录与再现的基本原理、数字全息实验光路设计、物光振幅相位提取以及全息成像优化等问题。通过本课程 的学习使学生系统学习与数字全息相关
2、的基础知识，培养学生理论联系实际，结合全息干涉技术，提高学生解决干涉计量中的实际问题的 能力。This course is the basis of modern optical technology such as holographic microscopy, micro-face measurement and interference measurement, which discusses how to record, process, and reconstruct the object beam amplitude and phase information by the dig
3、ital holographic method. Its knowledge includes the basic principle of recording and reconstruction of digital holography, optical path design of digital holography experiment, extraction of object beam amplitude and phase, holographic imaging optimization, and so on. Students will learn basic optic
4、al knowledge, combine theories with practice to solve optical problems, and improve their ability to solve practical problems in interferometric measurement by taking this course.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标0BE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 ：掌握数字全息的基本概念、基本工作原理，掌握数字全息基础知识，能将所学的知识运用到 解决数字全息成像与检测中遇到的具体问题。是1. 12M2目标2 ：
5、能够用数字全息记录再现的原理对光信息处理应用中的具体问题进行推演和分析。是1.31.33M3目标3 ：基于数字全息的原理和文献研究，能够对数字全息检测成像等具体问题的解决方案进行调研 和分析。是4. 1三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课程目标课内 学时教学方式课外学时课外环节1第1章第1章绪论介绍数字全息的产生、发展、现状Ml1讲授0预习2第2章第2章数字全息 技术的基本原理本章重点难点：数字全息技术的记录与再现，抽样定理。/32. 12. 1数字全息记 录数字全息记录，菲涅尔衍射，物光记录。Ml1讲授0自学42.22.2数字全息的 再现数字全息再现，物光再现，菲涅尔再现，卷积再
6、现，角谱再 现。Ml1讲授0作业52.32.3数字全息记 录最小距离确定离轴数字全息最小记录距离，同轴数字全息最小记录距离。M21讲授0作业62.42.4抽样定理记录器件分辨率，奈奎斯特抽样定理，最小记录距离计算，最 大记录范围，分辨率。M22讲授0作业7第3章第3章离轴数字 全息术本章重点难点：菲涅尔数字全息，零级像与共辗像的频谱处 理，预放大数字全息。/83. 13.1菲涅尔数字 全息术菲涅尔数字全息记录，菲涅尔数字全息再现，记录条件的计 算，原始物像，零级项，共辗像，原始物象与共辗像的分离。M22讲授0作业93.23.2离轴数字全 息的频域分析离轴角度与载波空间频率之间的关系，原物像分离
7、的条件，零 级项与共辗项的消除，原物像频谱的获取与复位。M22讲授0作业103.33. 3 离轴数字全 息的记录与再现离轴数字全息记录装置，离轴数字全息最小记录角度的计算和 控制，原物像频谱的分离，干扰项频谱的消除，原物像的复 原。Ml2讲授0作业11第4章第4章相移数字全息定步长相移数字全息，等步长相移数字全息，任意未知步长相 移数字全息/124. 14.1相移干涉术 与相移数字全息相移干涉术的原理与算法，相移数字全息的产生与发展。Ml1讲授0作业134.24.2定步长与等 步长相移数字全息定步长相移数字全息，等步长相移数字全息。M31讲授0大作业144.34. 3意未知步长相 移数字全息两
8、步相移数字全息术，三步法、四步法实现相移数字全息。M31讲授0大作业154.44.4弱离轴相移 数字全息弱离轴数字全息的记录，弱离轴角度的控制，离轴角度的抽 取，弱离轴数字全息的频谱分析与物光校正。M32讲授0大作业164.54.5预放大相移 数字全息预放大相移数字全息的记录装置，预放大相移数字全息的记录 与再现，预放大相移数字全息的成像放大率。M21讲授0作业174.64.6彩色相移数 字全息彩色相移数字全息的记录，彩色数字全息各色光像的调整与融 合，彩色相移数字全息原物像再现。M21讲授0作业18第5章第5章几个数字 全息技术傅里叶变换数字全息，物光相移数字全息，光纤导光数字全息/195.
9、 15.1傅里叶变换 数字全息傅里叶变换数字全息的记录与再现Ml2讲授0作业205.25.2物光相移数 字全息物光相移数字全息的原理，物光相移数字全息记录与再现M22讲授0自学215.35.3光纤导光相 移数字全息光纤导光相移数字全息的记录装置，光纤导光相移数字全息的 记录与再现M22讲授0自学22第6章第6章数字全息 的应用本章重点难点：数字全息显微成像物光再现，相位的提取，二 维立体成像。/236. 16.1数字全息显微 成像技术显微数字全息的记录，显微数字全息的再现，细胞相位重构。M31讲授0大作业246.26. 2 数字全息干 涉计量和三维形貌 测量数字全息干涉计量算法，投影法，相移法
10、，干涉条纹相减技 术。M31讲授0大作业256.36. 3数字全息在粒 子场测速中的应用粒子场测量，电磁场感应，计数算法M31讲授0大作业266.46.4数字全息在 信息安全方面的应 用相位板，密匙，明码，信噪比，抗攻击性。M31讲授0大作业276.56.5基于数字全 息的VR和AR显示 技术利用数字全息实现VR显示，利用数字全息实现AR显示，M32讲授0大作业286. 66. 6基于数字全息 的溶液浓度检测技 术溶液浓度，折射率与浓度的关系，阳极过程。M31讲授0大作业四、考核力式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业 和课堂测 试平时作业：1 .成绩采用白分制，根据作业完成准确性、是否按时
11、上交、是否独立完成评分。2 .考核学生对数字全息基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力题型主要有作图、分析 和计算题。3 .课堂测试：每次课按照知识点布置测试题，考查学生基本数字全息技术的掌握和应用能力。30%2专题调研 与研讨1 .专题研讨如“数字全息”等相关光电技术，调研如“数字全息”等光电技术研究现状。2 .搜集支持题目的文献资料，要求查阅期刊论文，或专利、学位论文等。写成学术论文的形式，正文中需要对与主题相 关的文献进行分类和评论。3 .整理每种技术涉及的原理，说明具体实现方法，如有条件可以进行模拟。考查学生对具体技术进行调研和研究的能 力。20%3期末考试1
12、 .开卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分10。分。2 .主要考核学生对信息光学基本知识的掌握和应用能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型主要 有简答题、分析题、计算题等。50%五、评分细则序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml平时作业 和课堂测 试70%平时作业：A:独立思考、按时完成，作图规范，解题思路清晰、步骤完整、格式合理、答案准确；B:独立 思考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式合理、答案准确；C:独立思 考、按时完成，作图比较规范，解题思路比较清晰、步骤比较完整、格式比较合理、答案准确；D:作业抄 袭，未能按时完成，作图不规范，解题
13、思路混乱。课堂测试：由每次课堂测试成绩累积。2Ml期末考试30%根据期末试卷评定3M2期末考试100%根据期末试卷评定4M3专题调研 与研讨100%A ：能够调研数字全息成像与测量方法，文献评论适当，原理描述正确，能够比较各种方案的优缺点。B ：能够调研数字全息成像与测量方法，文献评论基本适当，原理描述基本正确，能够大致比较各种方案的 优缺点。C: 能够调研数字全息成像与测量方法，文献评论大致适当，原理描述大致正确，能够基本比较各种方案 的优缺点。D ：调研了数字全息成像与测量方法，文献评论不适当，原理描述不止确，没有比较各种方案的优缺点。评分等级说明：A ： 90-100;B:80-89;C: 60-79;D:60 以下六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书教材/Digital Holography, Ulf Schnars and Werner Jueptner, Springer, 2005.