下载文档原格式
光信息处理课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解光信息处理的基本原理，掌握光电器件的工作机制和特性；2. 学生能够掌握光学成像、光通信、光纤传感等光信息处理技术的应用；3. 学生能够解释光信息处理技术在现代科技发展中的作用和意义。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析并解决光信息处理领域中的实际问题；2. 学生能够设计简单光信息处理实验，熟练操作相关仪器设备，进行数据处理和分析；3. 学生能够通过小组合作，开展光信息处理技术的研究性学习，提高实践创新能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对光信息处理学科产生浓厚兴趣，培养探究精神和自主学习能力；2. 学生在学习和实践过程中，树立正确的科学态度，遵循学术道德，尊重他人成果；3. 学生能够关注光信息处理技术在国家战略需求和社会发展中的应用，增强国家意识和社会责任感。
二、教学内容1. 光学基础知识：光的传播、反射、折射、衍射和干涉现象，光学元件的作用与设计原理。
2. 光电器件：激光器、光传感器、光调制器、光开关等器件的工作原理和应用。
3. 光学成像技术：凸透镜成像、显微镜、望远镜、光学镜头的设计与应用。
4. 光通信技术：光纤通信原理、光纤的类型与特性、光发射和接收技术。
5. 光纤传感技术：光纤传感器的工作原理、光纤布拉格光栅传感技术、光纤传感器在环境监测和生物医学领域的应用。
6. 光信息处理应用：光学图像处理、光学信息存储、光学显示技术等。
7. 实践与实验：设计光学实验，如光的干涉与衍射实验、光纤通信实验等，提高学生的动手能力和创新能力。
教学内容依据教材章节进行组织，确保学生能够系统掌握光信息处理的基本理论和技术。
在教学过程中，注意理论与实践相结合，逐步引导学生深入探讨光信息处理技术的前沿发展。
三、教学方法本课程采用多样化的教学方法，旨在激发学生的学习兴趣，提高学生的主动性和实践能力。
1. 讲授法：通过系统的讲解，使学生掌握光信息处理的基本理论和技术。
光学信息处理1. 引 言自六十年代激光出现以来，光学的重要发展之一是形成了一个新的光学分支——傅里叶光学。
傅里叶光学是指把数学中的傅里叶分析方法用于波动光学，把通讯理论中关于时间、时域、时间调制、频率、频谱等概念相应地改为空间、空域、空间调制、空间频率、空间频谱，并用傅里叶变换的观点来描述和处理波动光学中学波的传播、干涉、衍射等。
傅里叶变换已经成为光信息处理的极为重要的工具。
光学信息处理就是对光学图像或光波的振幅分布作进一步的处理。
自从阿贝成像理论提出以后，近代光学信息处理通常是在频域中进行。
由于光的衍射,图像的夫琅和费衍射分布,即图像的空间频谱分布与图像的空间分布规律不同,这使得在频谱面上对其进行处理可获得一些特殊的图像处理效果。
近代光学信息处理具有容量大，速度快，设备简单，可以处理二维图像信息等许多优点，是一门既古老又年青的迅速发展的学科。
光学信息存储、遥感、医疗、产品质量检验等方面有着重要的应用。
2. 实验目的1) 通过实验，加强对傅里叶光学中有关空间频率、空间频谱和空间滤波等概念的理解。
2) 掌握光学滤波技术，观察各种光学滤波器产生的滤波效果，加深对光学信息处理基本思想的认识。
3) 加深对卷积定理的理解4) 了解用光栅滤波实现图像相加减及光学微分的原理和方法。
5) 了解黑白图像等密度的假彩色编码。
3. 实验原理1) 二维傅里叶变换和空间频谱在信息光学中常用傅里叶变换来表达和处理光的成像过程。
设在物屏X -Y 平面上光场的复振幅分布为g (x ，y ) ，根据傅里叶变换特性，可以将这样一个空间分布展开成一系列二维基元函数的线性叠加，即)](2exp[y f x f i y x +π∫∫+∞∞−+=y x y x y xdf df y f x f i f fG y x g )](2exp[),(),(π （1）式中f x 、f y 为x 、y 方向的空间频率，即单位长度内振幅起伏的次数，G (f x ，f y )表示原函数g (x ，y )中相应于空间频率为f x 、f y 的基元函数的权重，亦即各种空间频率的成分占多大的比例，也称为光场（optical field ）g (x ，y )的空间频谱。
《光信息处理》课程教学大纲课程代码：090641002课程英文名称：Optical information processing课程总学时：48 讲课：48 实验：0 上机：0适用专业：光电信息科学与工程大纲编写（修订）时间：2017.10一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标光信息处理技术是光学、计算机和信息科学相结合而发展起来的一门新的光学技术，是信息科学的一个重要组成部分，也是现代光学的核心。
是光电信息科学与工程专业学生的专业课程。
通过本课程的学习，学生将达到以下要求：1．掌握光信息处理的基本原理、方法和光路设计的一般规律，具有设计光信息处理系统初步能力；2．了解光信息处理技术的新发展。
（二）知识、能力及技能方面的基本要求在这门课程的教学过程中，首先让学生掌握有关光信息科学的基本理论，然后讲授一些重要的光学信息处理技术的主要原理，并结合这些技术在实际生产生活中的应用，激发学生的学习兴趣，使学生了解光信息处理技术在应用领域的研究与开发思想。
通过这门课的学习，使学生在学习过程中逐步增长知识和增强能力，并在以后的学习和研究中能应用这些知识和能力解决实际问题。
（三）实施说明1．教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和解题思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性；注意培养学生提高利用标准、规范及手册等技术资料的能力。
讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。
2．教学手段：本课程属于技术基础课，在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。
（四）对先修课的要求本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。
本课程主要的先修课程有：大学物理，高等数学，应用光学。
（五）对习题课、实验环节的要求1．对重点、难点章节（如：二维线性系统分析等）应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。
