Министерство образования Российской Федерации
Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского

"УТВЕРЖДАЮ"
Декан радиофизического факультета
профессор ___________ С.Н.Гурбатов

УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
курса
"ОПТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ"
для направления подготовки 511500 - Радиофизика
и для специальностей
013800 - Радиофизика и электроника
013900 - Фундаментальная радиофизика и физическая электроника
(цикл специальных дисциплин)
Н.Новгород - 2001

1. Организационно-методический раздел.

    Программа предназначена для подготовки бакалавров и магистров радиофизики, а также специалистов по радиофизическим специальностям "Радиофизика и электроника", "Фундаментальная радиофизика и физическая электроника". Курс "Оптические измерения" читается в 8 семестре и является базовым курсом специализации "Радиооптика". Он базируется на знаниях студентов, приобретенных в курсах общей физики, математического анализа, дифференциальных уравнений, электродинамики и квантовой радиофизики.
    Цель курса - сформировать у студентов современное представление об основных методах измерений в оптическом диапазоне.

В процессе изучения курса студенты должны освоить:

• основные принципы построения оптических измерительных систем;
• основы методов рассчета оптических систем в приближении геометрической оптики
• понять роль дифракционных явлений в оптических изарениях;
• ознакомиться с современными методами интерференционных и поляризационных измерений;

2. Содержание курса.

I. ВВЕДЕНИЕ.

    Задачи оптических измерений; немного о метрологии; информационная структура оптического излучения (интенсивность, фаза, поляризация.); цель курса.

II. Оптические измерения,основанные на принципах геометрической оптики:

cвойства проективных преобразований в оптике; дистанционные измерения пространственных и угловых координат; оптические лучи в средах с дисперсией, рефракционные спектрографы; информационные характеристики пространственных фильтров при некогерентном освещении, измерение пространственных спектров и корреляция изображений; измерительные миры и опорные фильтры для корреляционной обработки изображений (оптические диски, муаровые структуры); синтез виртуальных опорных фильтров для телевизионных измерительных систем; двумерное кодирование при лучевой диагностике объемов (муаровый метод, трангуляционные измерения и стереопсис, "доплер" пространственных частот), измерение профиля поверхности; томография.

III.Дифракционные оптические измерения:

дифракционные эффекты в оптических системах при когерентном и частично когерентном освещении; дифракционные спектрографы; -дисперсия пространственных частот в свободном пространстве как аналог частотной фильтрации, ЧКХ и ЧХ оптических систем; спектральный анализ пространственных частот, методы измерения ЧКХ и волновых аберраций; частотная и согласованная фильтрация изображений, анализ фазовых структур, Гильберт-оптика; -акустооптика в метрологии радиосигналов, дифракционные дефлекторы для лучевого зондирования;- многоканальные и двумерныекорелометры изображений, оптические методы кодирования и измерений в картографии;- оптические спектры рассеяния в задачах диагностики неоднородных сред, системы с обратной связью для усиления малоугловых пространственных спектров;-рентгеноструктурный анализ кристалов.

IV.Интерферометрия:

интерферометрия как метод локального сравнения амплитудно-фазовых распределений оптических полей, локализация интерференционной картины;-интерферометры для пространственных и спектральных измерений; -многолучевая интерферометрия, резонансные фильтры пространственных частот;-голографическое вычитание стационарных полей, методы голографической интерферометрии, оптическая томография;-голографический анализ нестационарных объектов и вибраций, доплеровские измерения в оптике;-интерференция частично когерентного света, Фурье-спектроскопия; вычислительная голографическая интерферометрия, микроскопические измерения профиля поверхностей; спекл-интерферометрия.

V. Поляриметрия:

поляриметрия анизотропных сред; анизотропные покрытия для анализа деформаций прозрачных и непрозрачны объектов; использование сред с искуственной и естественной анизотропией для синтеза перестраиваемых эталонов систем обработки информации;-голография анизотропных сред; ЦВМ на элементах интегральной оптики;

VI. Фотометрия (фотографические измерения):

фотометрические характеристики оптических регистрирующих сред (контраст, статистическая модель разрешающей способности) и методы их измерения. нелинейные преобразования изображения при регистрации на фотоматериале ,формирование изофот;- динамическая голография; спектральная фотометрия, цветовые измерения в изображении.

Темы лабораторных занятий по курсу.

1. Некогерентный оптический анализатора одномерныхструктур.
2. Когерентный оптический анализатор спектра изображений
3. Многолучевой интерферометр Жамена.
4. Измерение спектра излучения He-Ne лазера.
5. Голографическая мультипликация

4. Формы текущего, промежуточного и итогового контроля.

Итоговый контроль: зачет в конце 6-го семестра.

5. Учебно-методическое обеспечение курса.

5.1. Рекомендуемая литература (основная).

1. М. Борн, Э. Вольф. Основы оптики. М. ,Наука, 1970.
2. В.А. Зверев, Е.Ф. Орлов. Оптические анализаторы. М, .Сов. радио, 1971.
3. С.А Ахманов, Ю.Е. Дьяков, А.С. Чиркин. Введение в статистическую радиофизику и оптику, М. ,Наука, 1981.
4. М. Франсон. Оптика спеклов М. ,Мир, 1980.
5. Ф.Т.С. Юу. Введение в теорию дифракции, обработку информации и голографию, М. ,Сов. радио, 1979.
6. В. А. Зверев. Радиооптика, М. ,Сов. радио, 1975.
7. Оптическая голография, под ред. Г. Колфилда. М. ,Мир, 1982.
8. Прикладная радиооптика, под ред. В.А. Зверева, Н.С. Степанова. М. ,Наука, 1979.
9. Компьютеры в оптических исследованиях, под ред. Б. Фридена. М. ,Мир, 1983.

5.2. Рекомендуемая литература (дополнительная).

1. А.А. Васильев, Д. Касасент, И. Н. Компанец, А. В. Парфенов. Простанственные модуляторы света, М. ,Радио и связь, 1987.
2. Применение методов Фурье-оптики, под. ред. Г. Старка. М., Радио и связь, 1988.
3. Л.М. Сороко. Гильберт-оптика, М., Наука, 1981.
4. Г. Хермен. Восстановление изображений по проекциям, М., Мир, 1983.
5. Ч. Вест. Голографическая интерферометрия, М., Мир,1982.

Составитель программы:
доцент С.Н. Менсов