课程名称：光学工程基础实验
英文名：Basic Experimental Methods in Optical Engineering
实验课程编号： 199002
实验总学时：49
实验周学时：4
开设实验项目数：12
实验课学分：2
课程性质：核心
面对院系、专业、年级：现代工程与应用科学学院、光电信息科学与工程专业、4年级
课程主持人（主讲教师）：赵刚
本大纲主撰人： 陆延青
一、实验教学目标与基本要求：
光学工程基础实验包括光学信息工程相关的基本实验方法与技术等内容。
1、学习并掌握波动光学基本原理和实验技术；
2、学习和掌握光学成像与显示的基本原理与实用技术。
3、学习和掌握光纤通讯与传感的基本原理与实验方法。
4、学习和掌握激光的基本实验技术。
6、通过实验培养以下能力：
（1）材料实验室的基本实验规范。
（2）使用手册，工具书，查阅有关文献、资料的能力。
（3）正确进行实验操作，取得正确可靠的实验结果，获得用实验解决问题的动手能力。
（4）观察现象，分析判断，逻辑推理的能力。
（5）选择材料、仪器、实验方法和初步具有设计实验的能力。
（6）正确记录和处理数据，综合表达实验结果的能力。
二、实验课程内容与学时分配：
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序号
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实验项目名称
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内 容 提 要
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学 时
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专业年级
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类型
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综合
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设计
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验证
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一
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必修实验：
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1
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波动光学
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学习迈克尔逊光学干涉原理，应用这一原理测量物体的表面形貌；学习光偏振种类，掌握基于光偏振原理测量薄膜折射率和厚度的方法；学习光学衍射的类型，以及光栅衍射的基本原理，了解光栅光谱仪，掌握光栅光谱仪的使用
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2
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光电信息科学与工程专业4年级
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√
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2
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阿贝成像理论及空间滤波
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在掌握阿贝成像理论及其傅里叶变换关系的基础上，搭建4f图像处理系统，并用其进行空间滤波实验，观测并总结其规律，并和理论预测进行验证。
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2
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光电信息科学与工程专业4年级
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3
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成像系统相差
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本实验通过测量成像系统的MTF函数，定量表征其像差数值。
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2
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光电信息科学与工程专业4年级
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√
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4
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光纤传感实验
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利用LED光源和PIN探测器和传感光纤搭建光纤传感器，测量位移。了解基本的光纤传感器原理。通过纤端光场的分布的测量对光纤传光特性有一定的定性和定量的掌握。
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2
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光电信息科学与工程专业4年级
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√
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5
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光纤通信误码测试和眼图实验
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利用实验平台中的光收发模块搭建简单的光纤传输系统，了解系统传输的基本原理、误码和眼图的含义。测量系统的误码率和眼图，从而判断该系统的性能。
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2
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光电信息科学与工程专业4年级
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√
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6
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激光与倍频实验
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利用808nm半导体激光器泵浦Nd:YAG激光晶体，实现1064nm激光输出，掌握光路和谐振腔的调谐；利用KTP非线性晶体，实现532nm倍频绿光输出，了解倍频的原理及实现。
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2
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光电信息科学与工程专业4年级
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√
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7
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计算全息
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了解光学全息技术的原理，了解用计算机生成全息图像的原理及其再现的原理，并通过实验实现全息图数据的生成、全息板的制备及全息图像的再现。
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2
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光电信息科学与工程专业4年级
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√
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8
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液晶显示器件实验
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利用背光模组、TN cell、偏光片和RGB滤光片搭建LCD显示单元器件。展示LCD的基本结构，了解其工作的原理。通过V-T特性的测量和彩色显示的实现来加深对信息显示领域的了解及相关测试方法的掌握。
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2
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光电信息科学与工程专业4年级
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√
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三、教学方式与考核要求：
本课程通过多媒体演示，计算机控制的交互式操作辅助教学。大量使用了图形、动画、影像等多媒体手段，直观演示实验原理和操作要领。
本课程通过对学生实际操作，实验报告质量，思考题解答的考察，综合给出成绩评定。每个实验、考查都有统一和详细的评分标准。部分实验由学生撰写论文(鼓励用英文写作)，考察学生的创新能力，培养学生的撰写规范科学论文的能力，该项成绩作为总体成绩的补充和参考。
四、实验教材、参考书：
（一）实验教材：
《光学工程基础实验》南京大学现代工程与应用科学学院编，讲义，2012。
（二）参考书：
1、《傅里叶光学》，吕乃光编著，机械工业出版社，2006。
2、《光学》赵凯华，钟锡华，北京大学出版社，2004。
3、《光纤光学》廖延彪主编，清华大学出版社，2010。
4、《光纤通信系统》杨祥林主编，国防工业出版社，2009。
5、《激光原理》周炳琨等主编，国防工业出版社，2009。
6、《计算机制全息图》，虞祖良，金国藩编著，清华大学出版社， 1984。
7、L.S Grattan and B. T. Meggitt
(ed.), Optical fiber sensor technology, Springer,2000
8、D.-K. Yang and S.-T. Wu,
Fundamentals of Liquid Crystal Devices, John Wiley & Sons, 2006) ..