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课程性质:专业课
课程学分:    2.5分
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光学测量课程介绍

 



http://jpk.cust.edu.cn/gxcl/
  2014-4-19 21:31:06   作者: 浏览人数:475人 /双击滚屏 单击停止

 
一、课程简介
《光学测量》课程是电子信息类、仪器类及相近专业的一门重要专业课程,它是光学基础课程的延续,是光学理论和光学技术在光学仪器及其他包含光学系统的仪器设计和制造过程中的理论和实践应用,是一门理论联系实践的课程,具有较强的使用价值。《光学测量》是一门具有自身专业体系、涵盖多种学科、理论性和实践性都非常强的前沿课程。
《光学测量》主要是研究对光学材料、零件及系统的光学参数与特性的测量方法与原理。故该课程在实际的光学系统测试与装调中都起到主导作用。通过本课程的学习,可为学生就业后的实际工作打下良好的基础,也可以让学生掌握光学参数与特性的测量方法、手段及误差分析等。建立光学仪器误差分配的概念。课程面向本科四年级(第七学期)学生开设,对于学生学习其它光电专业课程、培养光电仪器设计的综合能力具有十分重要的意义。
二、课程历史沿革
《光学测量》是我国创建光学仪器和仪器仪表类相关专业时就诞生的传统课程,也是美国等经济发达国家具有悠久光学工程教育历史的国际一流大学共同拥有的一门经典课程。如:美国亚利桑那大学、俄罗斯圣国立彼得堡信息技术机械与光学大学、浙江大学、北京理工大学、华中理工大学、华东理工大学和武汉测绘学院等都开设了光学测量方面的课程。
长春理工大学自20世纪60年代就开设了《光学测量》课程,成为我国最早开设该课程的高等院校之一。多年来,长春理工大学在《光学测量》课程的教学中积累了丰富的经验,设置课程几十年来,培养输送了大量的光学人才,为社会的发展做出了贡献。
几十年来,随着科技的进步、教育培养目标的调整、社会就业需求和专业设置的变化,《光学测量》课程经历了以下4次重大的调整:
1.上世纪80年代到90年代初:那时计算机技术尚不够普及,专业学习的重点仍是以机械类为主,光学作为特色而备受重视,当时《光学测量》学时数为64学时左右。尽管学时很多,但由于那时无法了解国外光学发展的情况,学习内容基本上限于经典光学的范畴。
2.90年代:传统光学产业受到了极大的冲击,为适应社会发展和学生就业意愿的需要,删除了部分不再应用的光学测量方法,光学测量课程的减少为48学时。
3.2003年至2010年:随着信息产业新技术的诞生与发展,古老的光学又焕发了青春,出现了许多新的科学分支和技术增长点,为配合专业改造长春理工大学再次对相应专业及课程进行了调整,以便突出光电特色,同时增加了光学测量更多更新的实践内容。
4.2010年至今:引进了美国亚利桑那大学《光学测量》课程,在原有基础上增加了干涉测量等现代光学测量内容,将美国亚利桑那大学与我校光学测量课程进行了整合,并尝试了多途径的教学改革。
从以上分析可以看出《光学测量》课程调整的总体趋势:课时变少了,覆盖面加大了,现代光学测量技术增加,内容更加丰富了。
三、课程特点
1、理论联系实际,加强实践教学环节,提高学生的实践能力。
(1)光学测量课程共开设“五棱镜法调校平行光管”、“自准直法调校平行光管”、”刀口阴影法检测面形偏差”等共可开设10个实验项目,其中基础型实验5项,综合型实验1项,设计型实验2项,演示型实验2项。具有综合性、开放性、自主设计性及演示性等特点。
(2)开发实践教学软件的实用功能,在课程设计教学环节中,把最新的光学仿真软件VITRULAB、FRED、ZEMAX等引入教学,并结合科研项目进行测量方法设计,使学生掌握光学测量方法。
2、科研成果与教学紧密结合,培养学生科研能力。
一方面在教学中努力加强学生的科研意识和水平,另一方面将科研成果融入到教学内容中,增加课程内容的前沿性、实用性。在教学过程中,结合了总装备部项目轴线一致性测试等项目,不断更新教学内容。
3、结合人才市场的需求,调整教材内容,扩充网上教学资源。
为了结合人才市场的需求和军工企业的需求,课程组对教材《光学测量》进行了部分的修改和补充。例如将ZYGO干涉仪、4D干涉等列入教学内容。该课程网络资源丰富,特色鲜明,且可实现一定程度的分层次教学,不仅可服务于高校学生与教师群体、同行技术人员,而且可兼顾对光学课程有着强烈求知欲望的普通社会人群。
 
四、教学目标
1.掌握光学材料、元件、系统测量的基本理论和测量方法内容;
2.掌握光学测量中测量误差分析的基本思想;
3.了解现代光学测量的基本原理及测量方法。
五、教学方法
    课程采取集中授课的教学方式,具体方法如下:
(1)采取多种教育教学方式
在传统教学方式的基础上,在课堂教学中实施研究型教学方式。大力提倡理论联系实际,鼓励教师将光学领域的最前沿的知识引入到课堂上来,并在教学中多方引入相关的科研成果,扩展学生的知识层面,及时了解科学发展的最新动态。真正做到了教学与研究的紧密结合。
(2)开放性实验教学
在组织实验方面,打破了以往定时定点进行实验的组织管理方式,逐渐加大实验室开放力度,提供给学生更加自由的实验时间和空间。现该实验室不但已经能够对全院的本科学生进行开放式教学,也对部分研究生提供了动手实践的环境和机会。
(3)教学与国际知名大学教学接轨
出版和选用的教材是国家“十一五”规划教材及充分体现我校光电特色的自编实验教材。同时还引进了美国亚利桑那大学教材,在教学中实现了中西结合,汲取精华。
六、教学内容及组织形式
 
课程最初产生于对光学特性参数测量的需求,研究光学材料、光学零件以及光学系统特性参数的测量基础与方法等,结合实际测量工作进行测量实践;课程内容侧重理论与实践相结合,以测量方法为主要内容。课程主要有基础教学32学时,实验教学16学时。基础教学以课堂讲解为主,答疑为辅。课程内容知识结构合理,理论联系实际,引进学科前沿成果,有利于学生能力和素质的培养。
 
课程的全部内容包括:
第一章 光学测量基础                                       6学时
第二章 光学玻璃主要光学性能测量                           4学时
第三章 光学零部件的基本量测量                            8学时
第四章 光学系统特性参数检测                               6学时
第五章 光学系统像质检验与评价                            4学时
第六章 光学系统杂光与透射比检测                           2学时
第七章 光学传递函数测量                                  2学时
其中重点是第二章,第三章及第四章;难点是第五章。
《光学测量》实验学时数为16学时,共可开设10个实验项目,其中基础型实验5项,综合型实验1项,设计型实验2项,演示型实验2项。主要实验内容如下:
 
 
 
实验
实验名称
实验学时(16学时)
实验性质
实验场所
实验一
五棱镜法调校平行光管
2学时
基础型
东3教209
实验二
自准直法调校平行光管
2学时
基础型
东3教209
实验三
V棱镜折光仪
2学时
基础型
东3教209
实验四
比较测角仪
2学时
设计型
东3教216
实验五
球径仪
2学时
基础型
东3教216
实验六
分辨率法测量像质
2学时
综合型
东3教216
实验七
刀口阴影法检测面形偏差
2学时
设计型
东3教216
实验八
光学玻璃应力双折射的测量
2学时
基础型
东3教209
实验九
Zygo干涉仪
 
演示型
南B301
实验十
传递函数测量仪
 
演示型
南B301
 
七、教材及参考书目
教选用的是由我校杨志文教授等主编的国家十一五规划教材教材《光学测量》,此本教材是由兵器工业出版社于2011年03月出版。
在“光学测量”课程的教学工作中,同时还有大量的参考资料,为提高学生的自主学习能力和兴趣,我们在课程教学中引入了外文原版的美国亚利桑那大学教材,在教学中实现了中西结合,汲取精华。
(1)美国亚利桑那大学《OPTICAL TEST》课程录像和教材
(2)范志刚主编,光电测试技术,北京:电子工业出版社,2008.6
(3)杨照金主编,现代光学计量与测试,北京:北京航空航天大学出版社2010.05
(4)国防科工委科技与质量司组织编写,光学计量,北京:原子能出版社2000.05
(5)刘铁根主编,光电检测技术与系统,北京:机械工业出版社,2009.10
这些资料在教学中相辅相成,教学起到了指导的作用。
 


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长春理工大学 光电工程学院