北京信息科技大学研究生院：仪器科学与光电工程学院各学科课程教学大纲汇编（2024年）

目录《文献阅读与学术写作》课程教学大纲《高等光学》课程教学大纲.12《光电子学》课程教学大纲...《光电检测技术》课程教学大纲..16《现代信号分析与处理》课程教学大纲...20...25《科学研究方法》课程教学大纲、..29《现代传感技术》课程教学大纲...32《精密测量理论与技术》课程教学大纲..37《工程伦理》课程教学大纲.《智能感知理论与应用》课程教学大纲..43.48《机器视觉》课程教学大纲《现代信号处理技术》课程教学大纲.......53..58《半导体物理与器件》课程教学大纲..《电路仿真分析与设计》课程教学大纲...63...66《光纤传感技术及应用》课程教学大纲《嵌入式系统设计》课程教学大纲..71..76《软件设计技术》课程教学大纲...80《生物医学传感与检测技术》课程教学大纲，..84《微纳光子学》课程教学大纲，《微纳加工及测试技术》课程教学大纲..89《微弱信号分析与处理》课程教学大纲.....94..99《UnderstandingOptics withPython》课程教学大纲..104《现代光学测试技术》课程教学大纲。..11《现代光学设计》课程教学大纲，...115《医学成像技术》课程教学大纲《智能感知与自主系统》课程教学大纲.119..124《智能检测技术与系统》课程教学大纲129《最优化理论》课程教学大纲

目 录 《文献阅读与学术写作》课程教学大纲.1 《高等光学》课程教学大纲.6 《光电子学》课程教学大纲.12 《光电检测技术》课程教学大纲.16 《现代信号分析与处理》课程教学大纲.20 《科学研究方法》课程教学大纲.25 《现代传感技术》课程教学大纲.29 《精密测量理论与技术》课程教学大纲.32 《工程伦理》课程教学大纲.37 《智能感知理论与应用》课程教学大纲.43 《机器视觉》课程教学大纲.48 《现代信号处理技术》课程教学大纲.53 《半导体物理与器件》课程教学大纲.58 《电路仿真分析与设计》课程教学大纲.63 《光纤传感技术及应用》课程教学大纲.66 《嵌入式系统设计》课程教学大纲.71 《软件设计技术》课程教学大纲.76 《生物医学传感与检测技术》课程教学大纲.80 《微纳光子学》课程教学大纲.84 《微纳加工及测试技术》课程教学大纲.89 《微弱信号分析与处理》课程教学大纲.94 《Understanding Optics with Python》课程教学大纲.99 《现代光学测试技术》课程教学大纲.104 《现代光学设计》课程教学大纲.111 《医学成像技术》课程教学大纲.115 《智能感知与自主系统》课程教学大纲.119 《智能检测技术与系统》课程教学大纲.124 《最优化理论》课程教学大纲.129

《超快光纤激光技术及应用》课程教学大纲.133...137《深度学习》课程教学大纲《现代光学实验》课程教学大纲....141《柔性光电子学》课程教学大纲..145..150《工程光学基础》课程教学大纲...154《误差理论与数据处理》课程教学大纲2《精密机械设计基础》课程教学大纲...160

《超快光纤激光技术及应用》课程教学大纲.133 《深度学习》课程教学大纲.137 《现代光学实验》课程教学大纲.141 《柔性光电子学》课程教学大纲.145 《工程光学基础》课程教学大纲.150 《误差理论与数据处理》课程教学大纲.154 《精密机械设计基础》课程教学大纲.160

《文献阅读与学术写作》课程教学大纲课程名称课程编码IS502文献阅读与学术写作Literature Reading and英文名称考核方式口考试口考查AcademicWriting公共必修课学分1团专业必修课口公共选修课课程性质口专业选修课口补修课16总学时其他专业主干课、专业基础课口本研一体化课程口特色课程口学科交叉融合课程口全英文授课课程课程特点实验学时0口双语授课课程口案例课程口校企联合课程团其他先修课程（已具备知识能力）适用学科/专业仪器科学与技术，光学工程，电子信息（领域：新一代电子信息技术（含量子学位类别（领域）技术等))一、课程教学目标（说明：根据培养目标，紧密结合本课程特性与内涵，概括性的确定出学习者学习该课程后，在知识、科研实践能力和创新能力等方面应达到的目标与要求。）本课程是仪器科学与技术、光学工程一级学科硕士研究生的专业主干课程，电子信息类（领域：新一代电子信息技术（含量子技术等））专业硕士研究生的专业基础课程，必修。本课程的设置目的是培养硕士研究生的专业文献阅读、分析能力以及一定的论文写作和沟通、交流能力，为学生开展科学研究和科研开发奠定基础。通过检索并阅读一定数量的学科专业领域科技文献、完成摘要撰写等训练方式，配合课堂讲授及讨论，使学生熟悉科技文献的特点，掌握科技文献阅读、写作要点，能够熟练阅读专业期刊或书籍、有效获取研究或开发所1

1 《文献阅读与学术写作》课程教学大纲 课程名称 文献阅读与学术写作 课程编码 IS502 英文名称 Literature Reading and Academic Writing 考核方式 □考试 考查 课程性质 □公共必修课 专业必修课 □公共选修课 □专业选修课 □补修课 其他 专业主干课、 专业基础课 学分 1 总学时 16 课程特点 □本研一体化课程 □特色课程 □学科交叉融合课程 □全英文授课课程 □双语授课课程 □案例课程 □校企联合课程 其他_ 实验学时 0 先修课程（已具 备知识能力） 适用学科/专业 学位类别（领域） 仪器科学与技术，光学工程，电子信息（领域：新一代电子信息技术（含量子 技术等）） 一、课程教学目标 （说明：根据培养目标，紧密结合本课程特性与内涵，概括性的确定出学习者学习该课 程后，在知识、科研实践能力和创新能力等方面应达到的目标与要求。） 本课程是仪器科学与技术、光学工程一级学科硕士研究生的专业主干课程，电子信息类 （领域：新一代电子信息技术（含量子技术等））专业硕士研究生的专业基础课程，必修。 本课程的设置目的是培养硕士研究生的专业文献阅读、分析能力以及一定的论文写作和沟通、 交流能力，为学生开展科学研究和科研开发奠定基础。通过检索并阅读一定数量的学科专业 领域科技文献、完成摘要撰写等训练方式，配合课堂讲授及讨论，使学生熟悉科技文献的特 点，掌握科技文献阅读、写作要点，能够熟练阅读专业期刊或书籍、有效获取研究或开发所

需信息，能够撰写论文摘要、文献综述等，能够在学术交流中分享文献阅读经验课程的具体教学目标如下：1.了解专业文献检索、管理方法及常用数据源，能够有效获取所需的专业文献并进行规范管理；2.掌握科技文献基本结构、常用句法以及本专业术语、理论和方法的英文表达方式掌握科技文献阅读、分析基本技能和基本英文科技文献翻译技能，能够熟练阅读专业文献并进行归纳总结；3.掌握科技文献基本写作技能，能够撰写格式规范、结构合理的科技论文或科技报告，为论文发表及学位论文的撰写奠定基础；4.掌握基本学术交流技能，能够采用规范方式进行文献阅读经验的交流与分享、并针对内容开展讨论。二、课程教学内容提要与基本要求理论部分序号学时教学内容提要基本要求在分析不同类型科技论文特点的基础上，介绍1.专业文献检索与管理1.1科技论文的分类与特点专业文献的检索方法和步骤以及专业文献管1.2科研信息源理工具，并对常用科研信息源进行归纳，使学21.3如何检索文献生能够逐渐掌握信息检索方法并综合检索结1.4如何管理文献果获取全文，从而方便对学术文献信息的综合利用。1.5讨论与课堂练习2.专业文献结构分析2.1专业文献的一般组成结通过中、英文典型专业文献的示例分析，使学构分析生了解专业文献的一般结构特点和撰写格式，222.2文献的题名与署名并对题名和署名的概念、意义、一般要求进行2.3典型文献阅读分析。2. 4 讨论与课堂练习3.摘要和关键词通过中、英文典型专业文献摘要的示例分析3.1摘要的概念与作用使学生了解摘要和关键词的概念、作用、分类，3.2 摘要的分类熟悉摘要段应包含的基本内容以及关键词的33.3摘要段的内容2用法，了解摘要的写作要求、写作技巧和关键3.2如何写摘要（期刊和学词的写法，能逐渐掌握内容和格式相对规范的位论文）摘要写作方法以及关键词甄选方法。3.4关键词2

2 需信息，能够撰写论文摘要、文献综述等，能够在学术交流中分享文献阅读经验。 课程的具体教学目标如下： 1. 了解专业文献检索、管理方法及常用数据源，能够有效获取所需的专业文献并进行 规范管理； 2. 掌握科技文献基本结构、常用句法以及本专业术语、理论和方法的英文表达方式， 掌握科技文献阅读、分析基本技能和基本英文科技文献翻译技能，能够熟练阅读专业文献并 进行归纳总结； 3. 掌握科技文献基本写作技能，能够撰写格式规范、结构合理的科技论文或科技报告， 为论文发表及学位论文的撰写奠定基础； 4. 掌握基本学术交流技能，能够采用规范方式进行文献阅读经验的交流与分享、并针 对内容开展讨论。 二、课程教学内容提要与基本要求 理论部分 序号 教学内容提要 基本要求 学时 1 1. 专业文献检索与管理 1.1 科技论文的分类与特点 1.2 科研信息源 1.3 如何检索文献 1.4 如何管理文献 1.5 讨论与课堂练习 在分析不同类型科技论文特点的基础上，介绍 专业文献的检索方法和步骤以及专业文献管 理工具，并对常用科研信息源进行归纳，使学 生能够逐渐掌握信息检索方法并综合检索结 果获取全文，从而方便对学术文献信息的综合 利用。 2 2 2. 专业文献结构分析 2.1 专业文献的一般组成结 构分析 2.2 文献的题名与署名 2.3 典型文献阅读 2.4 讨论与课堂练习 通过中、英文典型专业文献的示例分析，使学 生了解专业文献的一般结构特点和撰写格式， 并对题名和署名的概念、意义、一般要求进行 分析。 2 3 3. 摘要和关键词 3.1 摘要的概念与作用 3.2 摘要的分类 3.3 摘要段的内容 3.2 如何写摘要（期刊和学 位论文） 3.4 关键词 通过中、英文典型专业文献摘要的示例分析， 使学生了解摘要和关键词的概念、作用、分类， 熟悉摘要段应包含的基本内容以及关键词的 用法，了解摘要的写作要求、写作技巧和关键 词的写法，能逐渐掌握内容和格式相对规范的 摘要写作方法以及关键词甄选方法。 2

4.引言与正文4.1引言的概念和内容通过中、英文典型专业文献的示例分析，使学4.2引言的写作要求生了解引言的概念、作用，熟悉引言应包含的4.3正文的立意基本内容以及写作要求，熟悉正文的内容及写244.4正文的内容作要求，能逐渐掌握内容和格式相对规范的引言、正文写作方法。4.5正文的写作要求及注意事项5.结论、致谢、参考文献及附录5.1结论段的内容和格式5.2结论和建议的撰写要求通过中、英文典型专业文献的示例分析，使学5.3关于致谢生了解论文中结论、致谢、参考文献、附录等55.4参考文献著录的目的与部分的作用，熟悉这些部分的基本内容、格式作用以及撰写要求。5.5参考文献著录的方法和要求5.6附录和注释6.科技论文的规范表达6.1科技论文规范表达的意义通过表达规范以及不规范的各种文献的示例6.2层次标题的规范表达分析，使学生了解论文规范表达的重要性，熟6.3量名称和量符号的规范0悉论文的规范表达形式，逐渐提高论文撰写质表达量。6.4计量单位的规范表达6.5数字的规范表达6.6图表的规范表达分析从科研选题、资料收集、试验研究到论文7.科技论文的整体写作及撰写的完整过程，阐述论文撰写与发表的目的投稿与意义；分析论文提纲编写的步骤及拟定过7.1从科研选题到论文撰写程，阐述提高论文撰写质量的方法以及在论文277.2论文撰写过程写作过程中应恪守的学术道德；总结分析论文7.3论文整体结构写作技巧投稿过程及发表流程。通过科技论文整体写7.4文献的合理引用与表述作、投稿过程的讲解、分析，帮助学生提高学7.5如何投稿与投稿流程术修养及道德水平，通过实践不断提升论文写3

3 4 4. 引言与正文 4.1 引言的概念和内容 4.2 引言的写作要求 4.3 正文的立意 4.4 正文的内容 4.5 正文的写作要求及注意 事项 通过中、英文典型专业文献的示例分析，使学 生了解引言的概念、作用，熟悉引言应包含的 基本内容以及写作要求，熟悉正文的内容及写 作要求，能逐渐掌握内容和格式相对规范的引 言、正文写作方法。 2 5 5. 结论、致谢、参考文献及 附录 5.1 结论段的内容和格式 5.2 结论和建议的撰写要求 5.3 关于致谢 5.4 参考文献著录的目的与 作用 5.5 参考文献著录的方法和 要求 5.6 附录和注释 通过中、英文典型专业文献的示例分析，使学 生了解论文中结论、致谢、参考文献、附录等 部分的作用，熟悉这些部分的基本内容、格式 以及撰写要求。 2 6 6. 科技论文的规范表达 6.1 科技论文规范表达的意 义 6.2 层次标题的规范表达 6.3 量名称和量符号的规范 表达 6.4 计量单位的规范表达 6.5 数字的规范表达 6.6 图表的规范表达 通过表达规范以及不规范的各种文献的示例 分析，使学生了解论文规范表达的重要性，熟 悉论文的规范表达形式，逐渐提高论文撰写质 量。 2 7 7. 科技论文的整体写作及 投稿 7.1 从科研选题到论文撰写 7.2 论文撰写过程 7.3 论文整体结构写作技巧 7.4 文献的合理引用与表述 7.5 如何投稿与投稿流程 分析从科研选题、资料收集、试验研究到论文 撰写的完整过程，阐述论文撰写与发表的目的 与意义；分析论文提纲编写的步骤及拟定过 程，阐述提高论文撰写质量的方法以及在论文 写作过程中应恪守的学术道德；总结分析论文 投稿过程及发表流程。通过科技论文整体写 作、投稿过程的讲解、分析，帮助学生提高学 术修养及道德水平，通过实践不断提升论文写 2

作水平。8.文献综述与毕业论文撰写分析文献阅读的目的及其在科学研究和科研8.1文献阅读的目的开发过程中的重要作用，介绍文献综述的方8.2文献综述的格式及写作羊法、要求及技巧，引导学生学会从文献中有效8技巧发现所需信息，并能够在学术交流和讨论过程L8.3文献阅读经验分享与交中正确分享文献阅读体会和收获，能撰写符合流要求的文献综述报告，了解毕业论文的规范撰8.4毕业论文的基本概念写要求，为提高毕业论文质量奠定基础。8.5毕业论文的规范撰写三、教学方法本课程采取讲授、讨论、练习相结合的方法，注重学以致用，培养、提高学生专业文献阅读能力及论文写作水平。一方面，按照课程核心内容组织课堂教学和研讨，讲授课程重点知识和关键方法，并围绕一些关键间题进行示例分析和研讨；另一方面，要求学生泛读、精读一定数量的专业中英文经典文献，按照要求写出所读文献的提要或大摘要，并尝试撰写文献综述报告、论文关键部分或者专利文本等。四、课程思政内容（说明：课程思政建设内容要围绕坚定学生理想信念，以爱党、爱国、爱社会主义、爱人民、爱集体为主线，从政治认同、家国情怀、文化素养、法治意识、道德修养等方面入手优化课程思政设计，系统开展中国特色社会主义和中国梦、社会主义核心价值观、法治意识、中华优秀传统文化等内容教育。）1．价值观引导：强调诚信、责任、公正等价值观，培养学生的学术道德和社会责任；以学者勤奋钻研、力求学术严谨为正向案例，同时以某些学者伪造数据、剥窃成果为反面案例，对学生进行鞭策，以提高学生的学术道德和科研诚信，使学生坚守学术道德底线，抵制学术不端。2.家国情怀教育：通过综述当前国内外科技前沿，尤其是卡脖子技术，激发学生报效祖国的决心；以科学名匠的故事为例，激发学生潜心科研，追求真理的科学态度；通过介绍文献数据库引入数据保存方式，如甲骨文、印刷术、大数据等，增强民族自豪感和文化自信；通过分析我国在仪器科学与技术、光学工程等领域取得的突破和进展，让学生认识到自己所学专业对国家科技进步的重要作用，从而坚定理想信念，培养为国家和民族发展贡献力量的家国情怀。4

4 作水平。 8 8. 文献综述与毕业论文撰 写 8.1 文献阅读的目的 8.2 文献综述的格式及写作 技巧 8.3 文献阅读经验分享与交 流 8.4 毕业论文的基本概念 8.5 毕业论文的规范撰写 分析文献阅读的目的及其在科学研究和科研 开发过程中的重要作用，介绍文献综述的方 法、要求及技巧，引导学生学会从文献中有效 发现所需信息，并能够在学术交流和讨论过程 中正确分享文献阅读体会和收获，能撰写符合 要求的文献综述报告，了解毕业论文的规范撰 写要求，为提高毕业论文质量奠定基础。 2 三、教学方法 本课程采取讲授、讨论、练习相结合的方法，注重学以致用，培养、提高学生专业文献 阅读能力及论文写作水平。一方面，按照课程核心内容组织课堂教学和研讨，讲授课程重点 知识和关键方法，并围绕一些关键问题进行示例分析和研讨；另一方面，要求学生泛读、精 读一定数量的专业中英文经典文献，按照要求写出所读文献的提要或大摘要，并尝试撰写文 献综述报告、论文关键部分或者专利文本等。 四、课程思政内容 （说明：课程思政建设内容要围绕坚定学生理想信念，以爱党、爱国、爱社会主义、爱 人民、爱集体为主线，从政治认同、家国情怀、文化素养、法治意识、道德修养等方面入手 优化课程思政设计，系统开展中国特色社会主义和中国梦、社会主义核心价值观、法治意识、 中华优秀传统文化等内容教育。） 1. 价值观引导：强调诚信、责任、公正等价值观，培养学生的学术道德和社会责任； 以学者勤奋钻研、力求学术严谨为正向案例，同时以某些学者伪造数据、剽窃成果 为反面案例，对学生进行鞭策，以提高学生的学术道德和科研诚信，使学生坚守学 术道德底线，抵制学术不端。 2. 家国情怀教育：通过综述当前国内外科技前沿，尤其是卡脖子技术，激发学生报效 祖国的决心；以科学名匠的故事为例，激发学生潜心科研，追求真理的科学态度； 通过介绍文献数据库引入数据保存方式，如甲骨文、印刷术、大数据等，增强民族 自豪感和文化自信；通过分析我国在仪器科学与技术、光学工程等领域取得的突破 和进展，让学生认识到自己所学专业对国家科技进步的重要作用，从而坚定理想信 念，培养为国家和民族发展贡献力量的家国情怀

五、教学目标达成与评价方式（说明：本课程支撑的知识获得、科研实践能力提升、创新能力提升等方面的教学目标达成与评价方式）课程教学目标主要通过课堂研讨、作业、实践三方面的考核来促进达成并进行评价；课程教学目标达成度最终通过考核过程分析进行评价。六、课程成绩评定（说明：成绩组成部分，具体要求及成绩评定方法等。）课程总评成绩包括3个方面：1.平时成绩（包括出勤、课堂研讨、作业按时提交情况等），占总评成绩的30%，要求学生参加课堂教学和研讨。2.作业，占总评成绩的30%，要求学生独立完成每次课后根据课堂教学内容所布置的作业，并按时提交，依据作业质量判定成绩。3.综合实践，占总评成绩的40%，要求学生完成指定文献的阅读及摘要、文献综述报告等撰写。七、建议教材与主要参考书建议教材：孙平，伊雪峰主编：《科技写作与文献检索》（第三版），清华大学出版社，2023.1.参考书：1.王细荣，张佳，叶芳婷．《文献信息检索与论文写作》（第八版），上海交通大学出版社，2022.82.任胜利编著．《英语科技论文撰写与投稿》（第二版），科学出版社，2015.10.八、编制与审核工作内容负责人完成时间张雯编制（任课教师）2024年8月2024年8月祝连庆审核（学科、专业负责人）张雯批准（主管院长）2024年8月5

5 五、教学目标达成与评价方式 （说明：本课程支撑的知识获得、科研实践能力提升、创新能力提升等方面的教学目标达成 与评价方式） 课程教学目标主要通过课堂研讨、作业、实践三方面的考核来促进达成并进行评价；课 程教学目标达成度最终通过考核过程分析进行评价。 六、课程成绩评定 （说明：成绩组成部分，具体要求及成绩评定方法等。） 课程总评成绩包括 3 个方面： 1. 平时成绩（包括出勤、课堂研讨、作业按时提交情况等），占总评成绩的 30%，要求 学生参加课堂教学和研讨。 2. 作业，占总评成绩的 30%，要求学生独立完成每次课后根据课堂教学内容所布置的 作业，并按时提交，依据作业质量判定成绩。 3. 综合实践，占总评成绩的 40%，要求学生完成指定文献的阅读及摘要、文献综述报 告等撰写。 七、建议教材与主要参考书 建议教材：孙平，伊雪峰主编.《科技写作与文献检索》（第三版），清华大学出版社， 2023.1. 参考书： 1. 王细荣，张佳，叶芳婷.《文献信息检索与论文写作》（第八版），上海交通大学 出版社，2022.8. 2. 任胜利编著. 《英语科技论文撰写与投稿》（第二版），科学出版社，2015.10. 八、编制与审核 工作内容 负责人 完成时间 编制（任课教师） 张雯 2024 年 8 月 审核（学科、专业负责人） 祝连庆 2024 年 8 月 批准（主管院长） 张雯 2024 年 8 月

《高等光学》课程教学大纲课程名称高等光学课程编码OE503英文名称Advanced Optics考核方式口考试口考查口公共必修课2学分专业必修课口公共选修课课程性质团专业选修课总学时32口补修课口其他口本研一体化课程口特色课程口学科交叉融合课程口全英文授课课程课程特点实验学时4口双语授课课程口案例课程口校企联合课程其他先修课程（已具高等数学、工程光学基础备知识能力）适用学科/专业仪器科学与技术、光学工程学位类别（领域）一、课程教学目标高等光学是现代光学的重要组成部分，以现代光学的基本概念和处理方法来讨论高等物理光学现象及规律，涉及激光光学、全息光学、信息光学、非线性光学、晶体光学、光纤光学、导波光学等多个现代光学分支，是现代信息技术的重要组成部分和基础支撑。本课程是一门面向光学工程、仪器科学与技术学科的学位课。课程突出学科的信息获取、检测与处理特色，从现代光学的基本观念和处理方法入手来讨论典型的物理光学现象，将傅里叶光学的基本概念贯穿始终，从系统论和频谱域的新视角理解光的干涉、衍射、成像等光学现象，并拓展光学的新应用。通过本课程学习，学生将对典型物理光学规律有一个新的认识，掌握基于傅里叶变换从频率域的新视角理解光波在空间的传播及处理的基本方法和基本概念，了解当前光学领域最新的技术发展和应用，能够设计和实现一些典型的光学信息处理系统。6

6 《高等光学》课程教学大纲 课程名称 高等光学 课程编码 OE503 英文名称 Advanced Optics 考核方式 考试 □考查 课程性质 □公共必修课 专业必修课 □公共选修课 专业选修课 □补修课 □其他_ 学分 2 总学时 32 课程特点 □本研一体化课程 □特色课程 □学科交叉融合课程 □全英文授课课程 □双语授课课程 □案例课程 □校企联合课程 其他_ 实验学时 4 先修课程（已具 备知识能力） 高等数学、工程光学基础 适用学科/专业 学位类别（领域） 仪器科学与技术、光学工程 一、课程教学目标 高等光学是现代光学的重要组成部分，以现代光学的基本概念和处理方法来讨论高等物 理光学现象及规律，涉及激光光学、全息光学、信息光学、非线性光学、晶体光学、光纤光 学、导波光学等多个现代光学分支，是现代信息技术的重要组成部分和基础支撑。 本课程是一门面向光学工程、仪器科学与技术学科的学位课。课程突出学科的信息获取、 检测与处理特色，从现代光学的基本观念和处理方法入手来讨论典型的物理光学现象，将傅 里叶光学的基本概念贯穿始终，从系统论和频谱域的新视角理解光的干涉、衍射、成像等光 学现象，并拓展光学的新应用。通过本课程学习，学生将对典型物理光学规律有一个新的认 识，掌握基于傅里叶变换从频率域的新视角理解光波在空间的传播及处理的基本方法和基本 概念，了解当前光学领域最新的技术发展和应用，能够设计和实现一些典型的光学信息处理 系统

课程的教学目标如下：教学目标1：能基于傅里叶变换的方法解释光的衍射及成像的基本规律，并设计、分析和实现一些典型的衍射和成像系统。教学目标2：能运用光学全息的基本概念设计一些典型的光学信息系统，如全息干涉测量系统、全息存储系统、全息显示系统等。教学目标3：能基于傅里叶变换和空间滤波的基本概念，设计并分析一些典型的频谱分析系统和信息处理系统，实现诸如图像相关识别、图像加减、图像微分、图像卷积、图像假彩色编码等功能。教学目标4：能运用当前最新的信息处理技术，如深度学习、机器视觉、边缘计算等设计一些典型的光学信息处理系统，如光场成像系统、傅里叶光谱分析系统、散斑干涉测量系统等。二、课程教学内容提要与基本要求理论部分序号基本要求学时教学内容提要第一章二维信号与系统的分析1.1卷积与相关运算介绍二维线性系统的定义及信号在系统传1.2傅里叶变换输的基本规律和分析方法，即系统传递函4-1.3二维线性系统数和傅里叶分析的方法。1.4抽样定理第二章衍射、傅里叶变换及成像2.1光场的数学描述理解衍射、成像与傅里叶变换之间的关系，2.2角谱理论并利用傅里叶分析的方法研究衍射和成像262.3透镜的傅里叶变换性质的基本规律。2.4衍射与傅里叶变换2.5成像与傅里叶变换第三章光学全息及应用理解光学全息的基本概念，以及基于光学3.1光学全息的基本概念3全息的一些典型应用，如全息干涉测量、43.2全息图的基本类型全息存储、全息显示等。3.3全息术的典型应用第四章近代光学信息处理掌握空间滤波的基本概念和实现方法，并4.1空间滤波进一步结合空间滤波的原理理解一些典型464.2相干光信息处理的光学信息处理方式，主要包括相干光信4.3非相干光信息处理息处理和非相干光信息处理，如图像卷积、7

7 课程的教学目标如下： 教学目标 1：能基于傅里叶变换的方法解释光的衍射及成像的基本规律，并设计、分析 和实现一些典型的衍射和成像系统。 教学目标 2：能运用光学全息的基本概念设计一些典型的光学信息系统，如全息干涉测 量系统、全息存储系统、全息显示系统等。 教学目标 3：能基于傅里叶变换和空间滤波的基本概念，设计并分析一些典型的频谱分 析系统和信息处理系统，实现诸如图像相关识别、图像加减、图像微分、图像卷积、图像假 彩色编码等功能。 教学目标 4：能运用当前最新的信息处理技术，如深度学习、机器视觉、边缘计算等设 计一些典型的光学信息处理系统，如光场成像系统、傅里叶光谱分析系统、散斑干涉测量系 统等。 二、课程教学内容提要与基本要求 理论部分 序号 教学内容提要 基本要求 学时 1 第一章 二维信号与系统的分析 1.1 卷积与相关运算 1.2 傅里叶变换 1.3 二维线性系统 1.4 抽样定理 介绍二维线性系统的定义及信号在系统传 输的基本规律和分析方法，即系统传递函 数和傅里叶分析的方法。 4 2 第二章 衍射、傅里叶变换及成像 2.1 光场的数学描述 2.2 角谱理论 2.3 透镜的傅里叶变换性质 2.4 衍射与傅里叶变换 2.5 成像与傅里叶变换 理解衍射、成像与傅里叶变换之间的关系， 并利用傅里叶分析的方法研究衍射和成像 的基本规律。 6 3 第三章 光学全息及应用 3.1 光学全息的基本概念 3.2 全息图的基本类型 3.3 全息术的典型应用 理解光学全息的基本概念，以及基于光学 全息的一些典型应用，如全息干涉测量、 全息存储、全息显示等。 4 4 第四章 近代光学信息处理 4.1 空间滤波 4.2 相干光信息处理 4.3 非相干光信息处理 掌握空间滤波的基本概念和实现方法，并 进一步结合空间滤波的原理理解一些典型 的光学信息处理方式，主要包括相干光信 息处理和非相干光信息处理，如图像卷积、 6

4.4合成孔径雷达图像相关、图像恢复、白光信息处理、合成孔径雷达等，第五章光学的新进展和新应用5.1计算成像介绍近代光学的一些重要研究进展及应5.2激光散斑85用，包括计算成像、激光散斑、统计光学、5.3统计光学晶体光学、导波光学等新技术。5.4晶体光学5.5导波光学实验部分（至少选修如下其中1项实验）实验项目名必开/实验序号学时实验内容、要求及时间安排、仪器要求称选开类型设计并搭建实验系统验证阿贝成像原理，并开阿贝成像原设计展空间滤波规律的研究，实现振幅滤波、相位理及空间滤必开1研究滤波和复数滤波等功能。在第4章讲授后开设，波实验实验室已经具备一些基础的光学器件及系统。基于调制原理设计并搭建实验系统，验证假设计0调制假彩色彩色编码的基本规律，并选择某一图像实现假必开2编码实验研究彩色编码。在第4章讲授后开设，实验室已经具备一些基础的光学器件及系统。基于角度复用方法设计并搭建全息存储系统，全息存储实设计并开展页面全息实验，验证全息存储的基本原必开3验理。在第4章讲授后开设，实验室已经具备一研究些基础的光学器件及系统。基于联合傅里叶变换相关图像识别或光电混合图像识别的原理设计并搭建实验系统，开展图图像相关识设计必开4A像识别的验证实验，探索图像识别的基本规律。别实验研究在第4章讲授后开设，实验室已经具备一些基础的光学器件及系统基于Zemax、FRED、VirtualLabFusion等仿真基于迈克尔软件进行系统设计和虚拟验证，掌握基于迈克设计逊干涉仪的尔逊干涉仪进行测量的基本规律，深入分析迈必开54研究OCT系统设计克尔逊干涉仪在干涉测量、计量、层析成像等与仿真实验方面的应用。在课程结束后开设，目前实验室已经具备相应的虚拟仿真平台00

8 4.4 合成孔径雷达 图像相关、图像恢复、白光信息处理、合 成孔径雷达等。 5 第五章 光学的新进展和新应用 5.1 计算成像 5.2 激光散斑 5.3 统计光学 5.4 晶体光学 5.5 导波光学 介绍近代光学的一些重要研究进展及应 用，包括计算成像、激光散斑、统计光学、 晶体光学、导波光学等新技术。 8 实验部分（至少选修如下其中 1 项实验） 序号 实验项目名 称 学时 实验内容、要求及时间安排、仪器要求 必开/ 选开 实验 类型 1 阿贝成像原 理及空间滤 波实验 4 设计并搭建实验系统验证阿贝成像原理，并开 展空间滤波规律的研究，实现振幅滤波、相位 滤波和复数滤波等功能。在第 4 章讲授后开设， 实验室已经具备一些基础的光学器件及系统。 必开 设计 研究 2 调制假彩色 编码实验 4 基于调制原理设计并搭建实验系统，验证假 彩色编码的基本规律，并选择某一图像实现假 彩色编码。在第 4 章讲授后开设，实验室已经 具备一些基础的光学器件及系统。 必开 设计 研究 3 全息存储实 验 4 基于角度复用方法设计并搭建全息存储系统， 并开展页面全息实验，验证全息存储的基本原 理。在第 4 章讲授后开设，实验室已经具备一 些基础的光学器件及系统。 必开 设计 研究 4 图像相关识 别实验 4 基于联合傅里叶变换相关图像识别或光电混合 图像识别的原理设计并搭建实验系统，开展图 像识别的验证实验，探索图像识别的基本规律。 在第 4 章讲授后开设，实验室已经具备一些基 础的光学器件及系统。 必开 设计 研究 5 基于迈克尔 逊干涉仪的 OCT 系统设计 与仿真实验 4 基于 Zemax、FRED、VirtualLab Fusion 等仿真 软件进行系统设计和虚拟验证，掌握基于迈克 尔逊干涉仪进行测量的基本规律，深入分析迈 克尔逊干涉仪在干涉测量、计量、层析成像等 方面的应用。在课程结束后开设，目前实验室 已经具备相应的虚拟仿真平台。 必开 设计 研究