Примерная программа дисциплины




Скачать 238.87 Kb.
НазваниеПримерная программа дисциплины
Дата публикации26.06.2013
Размер238.87 Kb.
ТипПримерная программа
lit-yaz.ru > Астрономия > Примерная программа
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


УТВЕРЖДАЮ

Руководитель Департамента образовательных программ и стандартов профессионального образования
____________________Л.С.Гребнев

"_____"__________________200 г.


ПРИМЕРНАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
СД.Ф.03 "Оптические и оптико-электронные системы и приборы"

Рекомендуется Минобразованием России

для специальности 190700 Оптико-электронные приборы и системы направления подготовки дипломированных специалистов 654000 Оптотехника


Москва

2001

^ 1. Цели и задачи дисциплины

Цель дисциплины – изучить принципы построения, функционирования и правила эксплуатации оптических и оптико-электронных приборов (ОЭП), дать студентам теоретические знания, обеспечивающие их подготовку по специальности.

Задачи дисциплины – сформировать у студентов необходимый объем знаний о специфике объектов и методов исследования с помощью оптических приборов, о принципах построения и функционирования приборов, особенностях конструкции, научить грамотно определять требуемые характеристики приборов, а также приобрести навыки наладки и эксплуатации оптических и оптико-электронных приборов для решения поставленных задач, научить методам синтеза и анализа оптико-электронных систем (ОЭС).
^ 2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен

знать:

  1. специфику объектов и методов исследования;

  2. принципы построения и функционирования приборов;

  3. особенности конструкции.

уметь:

  1. определить требуемые характеристики прибора для решения поставленной задачи;

  2. настроить прибор;

  3. грамотно его эксплуатировать.


^ 3. Объем дисциплины и виды учебной работы


Вид учебной работы

Всего часов

Семестры

Общая трудоемкость дисциплины

270

7

8

9

Аудиторные занятия

136

7

8

9

Лекции

68

7

8

9

Практические занятия (ПЗ)

34

-

-

9

Семинары (С)

-

-

-

-

Лабораторные работы (ЛР)

34

7

8

-

и(или) другие виды аудиторных занятий

-

-

-

-

Самостоятельная работа

134

7

8

9

Курсовой проект (работа)

-

-

-

-

Расчетно-графические работы

-

-

-

-

Реферат

-

-

-

-

и(или) другие виды самостоятельной работы

-

-

-

-

Вид итогового контроля (зачет, экзамен)

экзамен











^ 4. Содержание дисциплины

4.1. Разделы дисциплин и виды занятий


п/п

Раздел дисциплины

Лекции

ПР (или С)

ЛР

1.

Информационные наблюдательные оптические и оптико-электронные приборы










1.1

Микроскопы

*




*

1.2

Бинокли и зрительные трубы

*




*

1.3

Астрономические и аэрокосмические приборы

*







1.4

Фото, кинотехника

*




*

1.5

Приборы ночного видения

*




*

1.6

Ближнепольные растровые оптические микроскопы

*







1.7

Оптические прицелы

*




*

1.8

Перископы

*




*

1.9

Тепловизоры

*




*

1.10

Видеотехника

*




*

2

Оптические и оптико-электронные измерительные приборы

*




*

2.1

Приборы для линейных измерений

*




*

2.2

Приборы для угловых измерений

*




*

2.3

Приборы для координатных измерений

*




*

2.4

Оптические отсчетные устройства

*




*

2.5

Измерительные проекторы и приборы измерения шероховатости поверхности

*




*

2.6

Приборы измерения несоосности и непрямолинейности

*




*

2.7

Оптические сферометры

*




*

2.8

Геодезические приборы

*




*

2.9

Приборы аэрофотосъемки

*




*

2.10

Астрогиды

*




*

2.11

Теплопеленгаторы и тепловые головки самонаведения

*




*

2.12

Пирометры

*




*

2.13

Лазерные дальномеры

*




*

2.14

Лидары

*




*

2.15

Лазерные гироскопы

*




*

3

Медицинские оптические приборы

*




*

3.1

Операционные микроскопы

*




*

3.2

Эндоскопы

*




*

3.3

Офтальмологические приборы

*




*

4

Приборы и техника фотолитографии

*




*

4.1

Прецизионные фотолитографии

*







4.2

Оптические столы для позиционирования объектов

*




*

5

Волоконно-оптические системы связи

*




*

6

Общие принципы построения и функционирования ОЭС, классификация систем, обобщенная структурная схема ОЭС

*







7

Оптические сигналы и методы их математического описания.

*

*




8

Характеристики и параметры сред распространения оптических сигналов.

*

*




9

Оптические изображающие системы ОЭС как линейные фильтры пространственных частот

*

*




10

Анализаторы изображения в ОЭС

*

*




11

Электронные тракты ОЭС

*

*




12

Преобразование статистических характеристик случайных сигналов в звеньях ОЭС

*

*




13

Принципы оптимальной фильтрации сигналов в ОЭС, квазиоптимальная фильтрация

*

*




14

Фильтрация оптических сигналов: спектральная, пространственная и временная

*

*




15

Фильтрация электрических сигналов в ОЭС

*

*




16

Цифровые методы обработки изображений в ОЭС

*

*




17

Методы расчета характеристик и параметров звеньев ОЭС

*

*





^ 4.2. Содержание разделов дисциплины
1. Информационные наблюдательные оптические и оптико-электронные приборы

1.1 Микроскопы. Назначение и задачи. Методы и схемы исследований в микроскопии. Основные функциональные устройства. Конструкция микроскопа. Основные типы микроскопов: биологический, металлографический, стереоскопический, люминесцентный.

1.2 Бинокли и зрительные трубы. Объекты и задачи наблюдения. Особенности оптических схем и конструкции. Современные приборы.

1.3 Астрономические и аэрокосмические приборы. Объекты и методы их исследования. Оптика и конструкции астрономических и космических приборов. Качество изображения телескопов. Современные телескопы. Перспективы развития.

1.4 Фото, кинотехника. Устройство фотоаппарата. Современные фотоаппараты. Специальные виды фотографии. Основные понятия фотопроцесса.

1.5 Приборы ночного видения. Назначение и задачи. Характеристика объектов исследования. Основные функциональные устройства. Основные типы приборов.

1.6 Ближнепольные растровые оптические микроскопы (БРОМ). Теоретические принципы ближнепольной оптики. Ближнепольные зонды. Основные схемы БРОМ. Принципы сканирования изображений в БРОМ.

1.7 Оптические прицелы. Назначение и классификация прицелов. Теоретические основы построения прицелов, особенности конструкции различных типов, особенности эксплуатации.

1.8 Перископы. Назначение и принцип действия. Классификация перископов. Особенности конструкции различных типов, особенности эксплуатации.

1.9 Тепловизоры. Назначение и задачи. Классификация. Способы сканирования пространства. Основные функциональные устройства. Способы записи и отображения информации. Технические параметры и характеристики тепловизоров.

1.10 Видеотехника. Структура видеокамеры на ПЗС-матрице. Телеобъективы. Системы синхронизации. Способы кодирования цвета ( системы NTSC, PAL, SECAM). Технические характеристики видеокамер.
2. Оптические и оптико-электронные измерительные приборы

2.1 Приборы для линейных измерений. Назначение и задачи измерений. Классификация приборов. Приборы компараторного типа (вертикальные и горизонтальные длинномеры, измерительные машины), схемы, особенности функционирования и эксплуатации. Особенности построения, расчета и эксплуатации рычажно-оптических приборов. Принципы построения, особенности эксплуатации оптиметров и оптикаторов. Принципы построения, особенности эксплуатации контактных интерферометров.

2.2 Приборы для угловых измерений. Назначение и классификация приборов. Системы измерения углов. Основные схемы построения оптических угломеров и квадрантов, особенности функционирования, расчета и эксплуатации. Методы измерения, реализуемые гониометром, конструктивные особенности. Принципы работы делительных головок и поворотных столов, конструктивные особенности. Принцип действия автоколлиматоров, особенности фотоэлектрических автоколлиматоров, одно и двух координатные автоколлиматоры.

2.3 Приборы для координатных измерений. Назначение и область применения приборов. Измерительные задачи, решаемые при координатных измерениях. Двух- и трех- координатные измерительные приборы, принцип действия, особенности эксплуатации и оценки результатов измерений. Координатно-измерительные машины, особенности построения и эксплуатации.

2.4 Оптические отсчетные устройства. Назначение и область применения. Основные схемы построения, конструктивные особенности.

2.5 Измерительные проекторы и приборы измерения шероховатости поверхности. Назначение приборов. Большие, часовые и массовые проекторы, схемы построения, их особенности. Характеристики шероховатости поверхности, методы и приборы их измерения.

2.6 Приборы измерения несоосности и непрямолинейности. Назначение и область применения. Основные схемы построения, конструктивные особенности приборов.

2.7 Оптические сферометры. Назначение и принцип измерения радиусов кривизны. Особенности конструкции сферометров. Автоматизированный сферометр.

2.8 Геодезические приборы. Топографическая съемка местности. Методика расчета точности. Структурные звенья. Оптические дальномеры. Электронно-оптические дальномеры. Светодальномеры. Теодолиты. Нивелиры, кипрегели, тахеометры.

2.9 Приборы аэрофотосъемки. Схемы создания карт комбинированным и стереоскопическими методами. Устройство и расчет узлов автоматического аэрофотоаппарата (АФА). Приборы для создания карт. Стереокомпараторы. Мультиплекс.

2.10 Астрогиды. Назначение и принцип действия. Структурная схема звездного датчика на основе одноэлементного фотодетектора. Структурная схема звездного датчика на основе ПЗС-матрицы. Основные технические параметры и характеристики астродатчиков.

2.11 Теплопеленгаторы и тепловые головки самонаведения. Назначение и принцип действия. Структурные схемы теплопеленгаторов и головок самонаведения. Схемы гироприводов. Типы растровых анализаторов изображения и методы формирования сигнала управления.

2.12 Пирометры. Назначение и принцип действия. Методы измерения температуры и классификация пирометров. Структурные схемы пирометров различных типов. Технические параметры и характеристики пирометров.

2.13 Лазерные дальномеры. Назначение и принцип действия. Методы измерения дистанции и классификация дальномеров. Структурные схемы импульсных, фазовых и интерференционных лазерных дальномеров. Технические параметры и характеристики лазерных дальномеров.

2.14 Лидары. Назначение и принцип действия. Сигнал обратного рассеяния лазерного пучка в дисперсной среде. Методы обнаружения и измерения концентрации загрязнителей в атмосфере. Структурные схемы лидаров. Технические параметры и характеристики лидаров.

2.15 Лазерные гироскопы. Назначение и принцип действия. Структурная схема лазерного гироскопа на дискретных элементах. Структурная схема волоконно-оптического лазерного гироскопа. Технические параметры и характеристики лазерных гироскопов.
3. Медицинские оптические приборы

3.1. Операционные микроскопы. Назначение. Основные характеристики и особенности. Модели. Двойной операционный микроскоп для офтальмолога

3.2 Эндоскопы. Назначение. Основные характеристики. Схемы. Модели. Гибкие эндоскопы. Жесткие эндоскопы.

3.3 Офтальмологические приборы. Назначение и классификация. Основные характеристики и особенности. Рефрактометры. Щелевые лампы. Офтальмометры. Офтальмоскоп. Диоптриметр.
4. Приборы и техника фотолитографии.

4.1 Прецизионные фотолитографии. Проекционные оптические системы. Методы получения изображений в частотно-когерентном свете. Понятие критического размера и степени интеграции.

4.2 Оптические столы для позиционирования объектов. Назначение столов. Принципы построения, оценка и расчет точностных параметров стола. Столы на основе дифракционных решеток.
5. Волоконно-оптические системы связи.

Назначение и принцип действия. Структурная схема передающей части. Способы кодирования передаваемых сообщений и модуляции лазерного пучка. Оптические элементы сопряжения передающей части с волоконно-оптическим каналом. Элементы волоконных кабелей (коммутаторы, ответвители, концентраторы). Структурная схема приемной части. Технические параметры и характеристики волоконно-оптических систем связи.
6. Общие принципы построения и функционирования ОЭС, их классификация и обобщенная структурная схема. Линейная модель звеньев.
7. Оптические сигналы и методы их математического описания

Физические основы представлений об оптическом сигнале, простейшие оптические сигналы, пространственные частоты и спектры, оптические сигналы реальных когерентных и некогерентных источников, методы расчета параметров и характеристик математических моделей типовых естественных и искусственных источников в ОЭС.
8. Характеристики и параметры сред распространения оптических сигналов

Понятие свободного пространства, однородная поглощающая среда, неоднородные и нестационарные среды (атмосфера Земли), расчет средних статистических характеристик земной атмосферы.
9. Оптические системы ОЭС как линейные фильтры пространственных частот

Понятие о геометро-оптическом изображении, простейший элемент, создающий геометро-оптическое изображение - тонкая линза с бесконечно большим диаметром, характеристики реальных оптических систем со зрачками конечных размеров, зрачковые координаты и функция пропускания зрачка, функция рассеяния точки и оптическая передаточная функция типовых объективов ОЭС.
10. Анализаторы изображения в ОЭС

Назначение и структура растровых и матричных анализаторов, принципы сканирования изображений, спектры сигналов на выходе анализатора изображения.
11. Электронные тракты ОЭС

Структура аналоговых и аналого-цифровых каналов, математические методы анализа аналоговых линейных и нелинейных звеньев электронного тракта, модели цифровых сигналов (решетчатые функции ) и дискретных электронных элементов (разностные уравнения, Z- преобразование, системные функции).
12. Преобразование статистических характеристик случайных сигналов в звеньях ОЭС

Элементы теории преобразования моментных функций в линейных системах, расчет статистических характеристик случайных сигналов на выходе оптической системы, анализатора изображения и линейной части электронного тракта.
13. Принципы оптимальной фильтрации сигналов в ОЭС, квазиоптимальная фильтрация

Особенности фильтрации многомерных сигналов, критерии качества функционирования ОЭС, понятие среднего риска и отношения сигнал- помеха.
14. Фильтрация оптических сигналов в ОЭС: спектральная, пространственная и временная

Методы спектральной фильтрации, селекция по состоянию поляризации, пространственная фильтрация когерентных и некогерентных оптических сигналов, методы выбора параметров растровых пространственных фильтров.
15. Фильтрация электрических сигналов в ОЭС

Методы синтеза аналоговых квазиоптимальных четырехполюсников, методы синтеза линейных цифровых фильтров.
16. Цифровые методы обработки изображений в ОЭС

Особенности двумерных цифровых сигналов, оптимальные методы дискретизации (типы растров) и квантования (типы предыскажений), методы синтеза двумерных линейных цифровых фильтров (трансверсальные и рекуррентные ), быстрые алгоритмы ортогональных дискретных преобразований, типовые алгоритмы цифровой коррекции и препарирования изображений, нелинейные (ранговые) алгоритмы обработки изображений, типовые нелинейные процедуры сглаживания и препарирования изображений, алгоритмы вторичной цифровой обработки двумерных сигналов (выделение однородных областей, контурных линий, расчет геометрических параметров изображений).
17. Методы расчета параметров и характеристик звеньев ОЭС

Энергетический расчет, точностной расчет измерительных и следящих ОЭС, расчет информационной емкости наблюдательных ОЭС.
^ 5. Лабораторный практикум


п/п

раздела дисциплины

Наименование лабораторных работ

1

1.1

Биологические микроскопы

2




Поляризационные микроскопы

3




Люминесцентные микроскопы

4




Металлографические микроскопы

5

1.2

Исследование наблюдательных приборов

6

1.4

Изучение фотоаппарата и практическая работа на нем

7

1.5

Исследования приборов ночного видения активного и пассивного типов

8

1.7

Исследование оружейных прицелов

9

1.8

Исследование характеристик сухопутных прицелов

10

1.9

Тепловизор

11

1.10

Изучение конструкций видеокамер

12

2.1

Изучение конструктивных особенностей вертикального длиномера

13




Интерферометры

14




Оптический длиномер

15




Компараторы

16




Машины для измерения длин

17




Универсальные измерительные микроскопы

18




Инструментальные микроскопы

19




Гониометры

20

2.3

Автоколлиматоры

21

2.5

Микроинтерферометры

22

2.8

Теодолиты

23




Кипрегели

24




Тахеометры

25




Светодальномеры

26




Нивелиры

27

2.7

Автоматизированный сферометр

28

2.9

Аэрофотоаппараты

29




Стереокомпараторы

30

2.10

Звездный датчик на ПЗС-матрице

31

2.11

Тепловая головка самонаведения

32

2.12

Пирометры

33

2.13

Лазерные дальномеры

34

2.14

Лидары

35

2.15

Лазерный гироскоп

36

3.1

Операционные микроскопы

37

3.2

Офтальмометры

38




Рефрактометры

39




Офтальмоскопы

40




Диоптриметры

41

4.2

Позиционирующий стол на дифракционной решетке

42

5

Волоконно-оптическая система связи


^ 6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
а) основная литература

  1. Скворцов Г.Е. и др. Микроскопы. - Л.: Машиностроение, 1979

  2. Плотников В.С. Геодезические приборы. - М.: Недра, 1987

  1. Кулагин С.В., Апарин Е.М. Проектирование фото и киноприборов. - М.: Машиностроение, 1986

  2. Ллойд Дж. Системы тепловидения. /Пер. с англ. Под ред. А. И. Горячева. - М.: Мир, 1978.

  3. Мосягин Г. М., Немчинов В.Б., Лебедев Е. Н. Теория оптико-электронных систем. - М.: Машиностроение, 1990.

  4. Порфирьев Л.Ф. Основы теории преобразования сигналов в оптико-электронных системах. - Л.: Машиностроение, 1989.

  5. Якушенков Ю. Г. Теория и расчет оптико-электронных систем. - М.: ЛОГОС, 1999.

  6. Проектирование оптико-электронных приборов. Учебник /Под общ. ред. Якушенкова Ю.Г. - М.: ЛОГОС, 2000.


б) дополнительная литература

  1. Панов В.А., Андреев Л.Н. Оптика микроскопа. - Л., 1976

  1. Елисеев С.В. Геодезические инструменты и приборы. - М.: Наука, 1974

  2. Михельсон Н.Н. Оптические телескопы. Теория и конструкция. - М.: Наука, 1976

  3. Урмахер Л.С., Айзенштат Л.И. Офтальмологические приборы. - М.: Недра, 1988

  4. Высокоточные угловые измерения. Под ред. Якушенкова Ю.Г. - М.: Машиностроение, 1987.

  5. Шульман М.Я. Автоматическая фокусировка оптических систем. - М.: Машиностроение, 1990.

  1. Захаров А.И. Новые теодолиты и оптические дальномеры. - М.: Недра, 1989.

  1. Ярославский Л. П. Цифровая обработка сигналов в оптике и голографии: Введение в цифровую оптику. - М.: Радио и связь, 1987.


^ 6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины
Компьютерные обучающие программы, программы для контроля знаний студентов, пакеты программ исследовательского и инженерного характера.
^ 7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
Для проведения практических занятий и лабораторных работ используются компьютерный класс и учебные лаборатории.

Примерный перечень учебных лабораторий:

  1. Микроскопов

  2. Контрольно-измерительных приборов

  3. Астрогеодезических приборов

  4. Фото-видеотехники

  5. Оптических приборов

  6. Оптико-электронных приборов


^ 8. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины

8.1 Перечень вопросов, включенных в примерную программу дисциплины, может превосходить реальные возможности их изучения в объеме часов, установленном примерным учебным планом, и составлен с целью возможного их выбора и установления глубины их изучения при составлении рабочей программы вуза, учитывающей содержательные разделы настоящей программы и требования к уровню подготовки выпускника в соответствии с ГОС ВПО.

8.2. Часть разделов дисциплины может предлагаться студентам для самостоятельного изучения.

Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования для специальности 190700 "Оптико-электронные приборы и системы" направления подготовки 654000 "Оптотехника".

Программу составили:
Лукин С. Б. – к.т.н., доцент, Санкт-Петербургский государственный институт точной механики и оптики (технический университет)

Цуканова Г. И. – к.т.н., доцент, Санкт-Петербургский государственный институт точной механики и оптики (технический университет)

Митрофанов С.С. – к.т.н., доцент, Санкт-Петербургский государственный институт точной механики и оптики (технический университет)

Программа одобрена на заседании Учебно-методического Совета по направлению подготовки "Оптотехника", протокол № 2 от 30 ноября 2000 года.

Председатель Совета УМО по образованию

в области приборостроения и оптотехники В.Н.Васильев

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Примерная программа дисциплины iconПримерная программа дисциплины соответствует требованиям фгос впо....
Аннотация примерной программы дисциплины «Государственные и муниципальные финансы»

Примерная программа дисциплины iconПримерная программа учебной дисциплины основы бухгалтерского учета 2010 г
Примерная программа учебной дисциплины разработана на основе Федерального государственного образовательного стандарта (далее – фгос)...

Примерная программа дисциплины iconПримерная программа дисциплины
Руководитель Департамента образовательных программ и стандартов профессионального образования

Примерная программа дисциплины iconПримерная программа дисциплины
Руководитель Департамента образовательных программ и стандартов профессионального образования

Примерная программа дисциплины iconПримерная программа дисциплины
Руководитель Департамента образовательных программ и стандартов профессионального образования

Примерная программа дисциплины iconПримерная программа выполняет две основные функции: Информационно-методическая
Примерная программа по литературе составлена на основе федерального компонента государственного стандарта среднего (полного) общего...

Примерная программа дисциплины iconПримерная программа выполняет две основные функции: Информационно-методическая
Примерная программа по литературе составлена на основе федерального компонента государственного стандарта среднего (полного) общего...

Примерная программа дисциплины iconПримерная программа Наименование дисциплины «История» Рекомендуется...
Отечеству, стремления своими действиями служить его интересам, в т ч и защите национальных интересов России

Примерная программа дисциплины iconПримерная программа учебной дисциплины мировая художественная культура...
Автор: Емохонова Л. Г., кандидат исторических наук, доцент, учитель высшей квалификационной категории

Примерная программа дисциплины iconПрограмма Дисциплины: «Информатика» Для специальности: 050303 «Иностранный...
Среднее (полное) общее образование примерная программа по информатике и информационным технологиям 44



Образовательный материал



При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
lit-yaz.ru
главная страница