Интерференционные методы в анализе биологических сред

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Физический факультет
УТВЕРЖДАЮ
___________________________
"__" __________________2011 г.
Рабочая программа дисциплины
ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЕ МЕТОДЫ
В АНАЛИЗЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ СРЕД
Направление подготовки
011200 Физика
Профиль подготовки
Медицинская фотоника
Квалификация (степень) выпускника
Магистр
Форма обучения
очная
Саратов, 2011
1
1. Цели освоения дисциплины
Цели освоения дисциплины «Интерференционные методы в анализе
биологических сред» состоят в обеспечении студентов предметными
знаниями, умениями и навыками в области математических и естественнонаучных сфер знаний, связанных с оптическими методами измерений,
контроля и диагностики биологических объектов, применяемых в
исследовательской и медицинской практике, в выработке практических
навыков решения физических проблем в медицинской фотонике и ее
практических применений, в получении высшего профессионально
профилированного образования в области физики, позволяющего
выпускнику успешно работать в избранной сфере деятельности в РФ и за
рубежом, обладать универсальными и предметно специализированными
компетенциями,
способствующими
его
социальной
мобильности,
востребованности на рынке труда и успешной профессиональной карьере.
2. Место дисциплины в структуре ООП магистратуры
Дисциплина «Интерференционные методы в анализе биологических
сред» относится к Общенаучному циклу (М1.Р.6).
Дисциплина «Интерференционные методы в анализе биологических сред» в
рамках учебного плана следует за взаимосвязанными с нею дисциплинами
общенаучного цикла: Специальный физический практикум (М1.Ф.2),
Физические методы в медицинской диагностике и терапии (М1.Р.3),
профессионального цикла: Методы медицинской томографии (М2.Р.4),
Лазеры и волоконная оптика в медицинской диагностике (М2.В2
Дисциплины по выбору).
Дисциплина «Интерференционные методы в анализе биологических
сред» призвана формировать знания в области теории и практики
интерференционных оптических систем диагностики, контроля и измерений
в биологии и медицине.
При освоении данной дисциплины необходимы знания по следующим
разделам общего курса физики: электричество и магнетизм, колебания и
волны, волновая оптика, а также математики: математический анализ,
аналитическая геометрия, теория функций комплексного переменного.
Студенты должны иметь навыки самостоятельной работы с учебными
пособиями и монографической учебной литературой, умение решать
физические задачи, требующие применения дифференциального и
интегрального
математического
аппарата,
умение
производить
приближенные преобразования аналитических выражений, навыки работы на
компьютере с математическими пакетами программ (например, MathCad,
MathLab, Mathematics), графическим (например, Microcal Origin),
2
графическим для схемных решений (например, CorelDraw) и текстовыми
(например, MS Word, MS Excel) редакторами, умение программировать
(например, в среде MS Quick BASIC) и использовать численные методы
решения физических задач, иметь навыки работы на физических
экспериментальных
установках,
умение
оформления
результатов
экспериментов с использованием графического материала и с оценкой
погрешностей измерений.
Знания, полученные при освоении дисциплины «Интерференционные
методы в анализе биологических сред», необходимы при освоении
дисциплин профессионального цикла профиля «Медицинская фотоника»:
Управление оптическими свойствами биотканей (М2.В3 Дисциплины по
выбору), Спектрально-поляризационная диагностика биотканей (М2.В4
Дисциплины по выбору), а также при подготовке квалификационных работ
итоговой аттестации.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины «Интерференционные методы в анализе биологических
сред»
В результате освоения дисциплины «Интерференционные методы в
анализе биологических сред» должны формироваться в определенной части
следующие компетенции:
общекультурные:

способностью демонстрировать углубленные знания в области
математики и естественных наук (ОК-1);

способностью к коммуникации в научной, производственной и
социально-общественной сферах деятельности, свободное владение
русским и иностранным языками как средством делового общения (ОК8);
общепрофессиональные:

способностью использовать знания современных проблем физики,
новейших достижений физики в своей научно-исследовательской
деятельности (ПК-2);

способностью свободно владеть разделами физики, необходимыми для
решения научно-инновационных задач (в соответствии с профилем
подготовки) (ПК-6);
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
•Знать:
- математические основы теории интерференции оптических полей и теории
проявления когерентности в интерференционном эксперименте;
3
- теоретические основы интерференционных методов, применяемых при
контроле, диагностике и измерениях параметров биологических сред;
- метрологические
и
функциональные
возможности
оптических
интерференционных методов и систем анализа параметров биологических
сред.
•Уметь:
- излагать и критически анализировать основные положения теории
интерференции света и теории проявления оптической когерентности в
интерференционных исследованиях;
- пользоваться теоретическими положения теории интерферометрии для
анализа процессов формирования интерференционных изображений,
интерференционных сигналов в оптических измерительных системах и
устройствах обработки информации.
•Владеть:
- практическими
навыками
экспериментальной
работы
с
интерференционными оптическими приборами и установками, принцип
действия которых основан на явлениях интерференции оптических полей.
4
4. Структура и содержание дисциплины «Интерференционные методы в
анализе биологических сред»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетных единицы - 72 часа:
12 часов лекций, 12 часов практических занятий и 48 часов самостоятельной
работы. Промежуточная аттестация – зачет.
4.1. Структура дисциплины
№
п/
п
1
2
3
4
Раздел дисциплины
Когерентность и
интерференция света.
Методы оптической
интерферометрии в
анализе рассеивающих
сред.
Оптическая аналоговая
и цифровая
голографическая
интерферометрия.
Интерференционные
методы в медицинской
фотонике.
Итого:
Се
мес
тр
Неделя
семестр
а
Виды учебной работы,
включая самостоятельную
работу студентов и
трудоемкость (в часах)
Лекции
Практ
занятия
Лабо
рато
рные
раб.
Само
ст.
раб.
Формы
текущего
контроля
успеваемости
(по неделям
семестра)
Формы
промежуточно
й аттестации
(по семестрам)
3
1-3
3
3
12
УО-1
ПР-2
3
4-6
3
3
12
УО-1
ПР-2
3
7-9
3
3
12
УО-1
ПР-2
3
10-12
3
3
12
УО-1
ПР-2
48
Зачет
12
12
4.2. Содержание дисциплины
1. Когерентность и интерференция света.
1.1. Уравнение интерференции света. Зависимость видности полос и
коэффициента модуляции интерференционного сигнала от степени
когерентности.
1.2.
Пространственная
когерентность.
Функция пространственной
когерентности.
Теорема
Ван-Циттерта-Цернике.
Проявление
5
ограниченной пространственной когерентности в оптических системах
формирования изображений.
1.3. Временная когерентность света. Функция временной когерентности.
Теорема Винера-Хинчина. Проявление временной когерентности в
интерферометрии. Принципы Фурье-спектроскопии.
1.4. Проявление когерентности в оптических системах формирования
изображения. Когерентные, частично когерентные и некогерентные
системы микроскопии. Поперечное пространственное разрешение
микроскопов. Условия когерентного, частично когерентного и
некогерентного освещения предмета в оптическом микроскопе.
1.5. Спекл-эффект в лазерном и частично когерентном свете. Субъективные и
объективные спеклы.
2. Методы оптической интерферометрии в анализе рассеивающих сред.
2.1. Методы лазерной интерферометрии для определения формы
рассеивающих объектов, перемещений, скорости, вибраций, деформаций.
Интерферометр Майкельсона. Измерение микросмещений объекта с
помощью интерферометра Майкельсона.
2.2. Лазерная анемометрия – интерференционные методы измерения
скорости потока частиц. Рассеяние лазерного излучения биологическими
средами. Доплеровская интерферометрия кровотока и лимфотока.
Оптическое гетеродинирование.
2.2. Оптическая интерференционная микроскопия. Интерференционные
микроскопы. Оптическая когерентная томографическая микроскопия.
2.3. Принципы оптической когерентной томографии. Спектральный метод
оптической когерентной томографии. Продольное и поперечное
разрешение методов оптической когерентной томографии. Схемные
решения для оптической когерентной томографии и области ее
применения.
3. Оптическая аналоговая и цифровая голографическая интерферометрия.
3.1. Теоретические основы голографии. Свойства голограмм. Методика и
техника голографического эксперимента. Голографические схемы.
3.2. Принципы голографической интерферометрии. Голографическая
интерферометрия
рассеивающих
объектов.
Голографическая
интерферометрия фазовых объектов. Голографическая интерферометрия
нестационарных объектов и быстропротекающих процессов. Методы
интерпретации голографических интерферограмм.
3.3. Теоретические основы оптической цифровой голографии. Схемы
цифровой оптической голографии: Фурье-голография, безлинзовая Фурьеголография,
безлинзовая
Фурье-голография
сфокусированного
изображения, голография Френеля.
3.4. Цифровая голографическая фазовая микроскопия биологических сред.
6
4. Интерференционные методы в медицинской фотонике.
4.1. Обработка пространственной информации в зрительной системе.
Острота зрения при некогерентном и когерентном освещении.
Субъективный спекл-эффект в зрительной системе.
4.2. Лазерная интерференционная ретинометрия. Определение остроты
зрения и контрастной чувствительности зрительного тракта путем
генерации синусоидальных интерференционных картин на сетчатке глаза.
4.3. Определение оптических параметров глаза созданием на сетчатке спеклкартин.
4.4. Оптическая интерференционная томография в офтальмологии.
5. Образовательные технологии
При реализации дисциплины «Интерференционные методы в анализе
биологических сред» используются следующие виды учебных занятий:
лекции, консультации, nрактuческие занятия, контрольные работы,
самостоятельные работы.
В рамках лекционных занятий предусмотрены активные формы
учебного процесса: разбор конкретных ситуаций, натурные демонстрации и
обсуждение наблюдаемых оптических явлений и эффектов, компьютерные
демонстрации с использованием современных цифровых систем
изобразительной техники.
В рамках практических лабораторных занятий предусмотрены:
детальный разбор физических основ основных разделов лекционного курса с
решением физических задач по основным разделам содержания дисциплины,
выполнением лабораторных работ и выполнение контрольных работ по всем
разделам.
Доля аудиторных практических занятий составляет 50% аудиторных
лекционных занятий по дисциплине «Интерференционные методы в анализе
биологических сред».
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
«Интерференционные методы в анализе биологических сред»
Виды самостоятельной работы студента
Виды самостоятельной работы студента:
- изучение теоретического материала по конспектам лекций и
рекомендованным учебным пособиям, монографической учебной
литературе;
- самостоятельное изучение некоторых теоретических вопросов, выделенных
в программе дисциплины, нерассмотренных на лекциях;
7
- выполнение комплекса заданий теоретического характера, расчетных и
графических по всем разделам дисциплины;
- решение рекомендованных задач из сборника задач по волновой оптике;
- изучение теоретического материала по методическим руководствам к
физическому практикуму по оптике.
Порядок выполнения и контроля самостоятельной работы студентов:
- предусмотрена еженедельная самостоятельная работа обучающихся по
изучению теоретического лекционного материала; контроль выполнения
этой работы предусмотрен на практических занятиях по данной
дисциплине;
- самостоятельное изучение некоторых теоретических вопросов, выделенных
в
программе
дисциплины
и
нерассмотренных
на
лекциях
предусматривается по мере изучения соответствующих разделов, в которых
выделены эти вопросы для самостоятельного изучения; контроль
выполнения этой самостоятельной работы предусмотрен в рамках
промежуточного контроля – экзамена по данной дисциплине;
- выполнение и письменное оформление комплекса заданий теоретического
характера, расчетных и графических по основным разделам дисциплины
предусмотрено еженедельно по мере формулировки этих заданий на
лекциях; предусматривается письменное выполнение этой самостоятельной
работы с текстовым, включая формулы, и графическим оформлением;
контроль выполнения этой самостоятельной работы предусмотрен при
завершении изучения дисциплины по представленному в печатном виде
отчету по этому виду самостоятельной работы;
- решение рекомендованных задач из сборника задач по волновой оптике
предполагается еженедельным при подготовке к практическим занятиям и
при усвоении теоретического лекционного материала; контроль
выполнения этой работы предусмотрен на практических лабораторных
занятиях;
- изучение теоретического материала по методическим руководствам к
специальному физическому практикуму по оптике предусмотрен с отчетом
о проделанной работе на практических лабораторных занятиях.
Задания на самостоятельную работу:
1. Определить в явном виде функцию временной когерентности
излучения квазиточечных источников света с заданными формами
спектральных контуров, включая спектры с двойными контурами.
2. Определить в явном виде функцию поперечной пространственной
когерентности оптического излучения протяженного пространственно
некогерентного источника света заданной формы, расположенного на
заданном расстоянии от плоскости наблюдения.
3. Получить выражения и графические формы для интерференционных
сигналов лазерного интерферометра Майкельсона: (1) при равномерном
перемещении одного зеркала; (2) при равноускоренном перемещении
8
зеркала; (3) при гармонических колебаниях зеркала; (4) при затухающих
гармонических колебаниях зеркала; представить сигналы в графической
форме с использованием компьютерных математических пакетов
численных вычислений.
4. Получить выражения и графические формы для интерференционных
сигналов
низкокогерентного
интерферометра
Майкельсона
с
широкополосным источником света с заданной шириной спектрального
контура: (1) при равномерном перемещении одного зеркала; (2) при
гармонических колебаниях зеркала; представить сигналы в графической
форме с использованием компьютерных математических пакетов
численных вычислений.
5. Определить условия некогерентного, частично когерентного и
полностью когерентного формирования изображений в микроскопе с
цифровой матричной системой записи изображения. Определить
поперечную
и
продольную
разрешающие
способности
интерференционного
микроскопа
с
заданными
параметрами
микрообъектива и матричного фотоприемника.
6. Получить выражения для картины интерференции света на выходе
лазерного интерферометра Майкельсона при использовании: (1) плоской
волны на его входе; (2) сферической волны; представить
интерференционную картину в графической форме изображения в
градациях серого с использованием компьютерных математических
пакетов численных вычислений.
7. Для лазерного интерферометра Майкельсона вибраций описать
алгоритм определения параметров гармонических вибраций – частоты и
амплитуды колебаний, по параметрам интерференционного сигнала.
8. Получить выражение для спектра интерференционного сигнала при
гармонических колебаниях зеркала интерферометра Майкельсона: (1) в
предположении бесконечной длины реализации сигнала; (2) при
конечном времени записи сигнала.
9. Проанализировать схемные решения для записи цифровых голограмм голограммы Фурье, безлинзовой голограммы и голограммы
сфокусированного изображения рассеивающих отражающих объектов и
пропускающих объектов (сред) с направленным и диффузным
освещением. Сделать оценку необходимой разрешающей способности
матричного фотоприемника.
10. Оценить размеры спеклов на сетчатке глаза при наблюдении
рассеивающего объекта, освещенного лазерным излучением. Выполнить
эксперимент по наблюдению и определению размеров субъективных
спеклов при использовании искусственного ограничения размеров
апертурной диафрагмы глаза – диаметра входного отверстия глаза, с
помощью непрозрачного экрана с отверстием малого диаметра. Оценить
возможность определения ретинальной остроты зрения на основе
формирования на сетчатке глаза спекл-структуры лазерного излучения.
9
Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля:
1. Когерентность и интерференция света.
1.1. Используя основное уравнение интерференции оптических волн
построить график для интерференционного сигнала в зависимости от
разности хода при интерференции волн с ограниченной временной
когерентностью и численным методом исследовать зависимость
параметров сигнала от ширины частотного спектра оптического
излучения.
1.2. На основе теоремы Ван-Циттерта-Цернике оценить радиус
пространственной когерентности естественных и искусственных
протяженных источников света.
1.3. На основе теоремы Винера-Хинчина определить в явном виде функции
временной когерентности оптических полей с заданными параметрами
частотного спектра и сделать оценки длин временной когерентности. В
графической
форме
отобразить
зависимость
интенсивности
интерференционного сигнала для определенных функций временной
когерентности. Сформулировать принципы и охарактеризовать способы
определения спектрального состава излучения в методе Фурьеспектроскопии с компьютерной обработкой сигнала спектрографа.
1.4. Определить условия когерентного, частично когерентного и
некогерентного процессов формирования изображений в микроскопии.
Определить предельное пространственное разрешение в микроскопии.
1.5. Сформулировать условия возникновения спекл-эффекта в частично
когерентном свете в системах формирования изображений.
2. Методы оптической интерферометрии в анализе рассеивающих сред.
2.1. Сформулировать принципы лазерной интерферометрии для
определения формы объектов, перемещений, скорости, вибраций,
деформаций. Объяснить принципы измерения микросмещений объекта с
помощью интерферометра Майкельсона.
2.2.
Объяснить
физические
основы
лазерной
Доплеровской
интерферометрии кровотока и лимфотока.
2.2. Объяснить принципы интерференционной микроскопии в частично
когерентном свете, устройство интерференционного микроскопа
Линника и принципы полнопольной оптической когерентной
томографии.
2.3. Объяснить принципы и методы оптической когерентной томографии во
временной области и спектральный метод. Определить продольное и
поперечное разрешение методов оптической когерентной томографии
при заданных спектральных параметров источника света. Нарисовать
схемы
волоконно-оптических
интерференционныхтомографов,
используемых в задачах мониторинга биологических тканей.
3. Оптическая аналоговая и цифровая голографическая интерферометрия.
10
3.1. Дать определение понятию «голограмма». Перечислить типы
оптических голограмм, их свойства и схемы записи аналоговых
голограмм. Определить необходимую разрешающую способность
фоторегистрирующих сред в голографии. Определить схемы
восстановления мнимого и действительного голографических
изображений.
3.2. Сформулировать принципы голографической интерферометрии и
методов интерпретации голографических интерферограмм.
3.3.
Объяснить
принципы
цифровая
оптической
голографии.
Сформулировать требования к разрешающей способности матричных
фотоприемников для цифровой голографии. Определить схемы записи
цифровых Фурье-голограмм и численные методы восстановления
комплексной амплитуды объектного поля.
3.4. Цифровая голографическая фазовая микроскопия биологических
объектов.
4. Интерференционные методы в медицинской фотонике.
4.1. Субъективный спекл-эффект в зрительной системе.
4.2. Лазерная интерференционная ретинометрия.
4.3. Определение оптических параметров глаза созданием на сетчатке
динамических спекл-картин.
Контрольные вопросы и задания для проведения nромежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины «Интерференционные
методы в анализе биологических сред»
(перечень экзаменационных вопросов):
1. Основное уравнение интерференции оптических волн.
2. Зависимость
видности
полос
и
коэффициента
модуляции
интерференционного сигнала от степени когерентности.
3. Пространственная
когерентность.
Радиус
пространственной
когерентности. Теорема Ван-Циттерта-Цернике.
4. Проявление ограниченной пространственной когерентности в
оптических системах. Интерференционный опыт Юнга.
5. Временная когерентность света. Функция временной когерентности.
Теорема Винера-Хинчина.
6. Проявление временной когерентности в интерферометрии. Принципы
Фурье-спектроскопии.
7. Проявление когерентности в оптических системах формирования
изображения. Когерентные, частично когерентные и некогерентные
системы микроскопии.
8. Спекл-эффект в лазерном и частично когерентном свете. Субъективные
и объективные спеклы.
11
9. Методы лазерной интерферометрии для определения формы объектов,
перемещений, скорости, вибраций, деформаций.
10.Интерферометр Майкельсона. Измерение микросмещений объекта с
помощью интерферометра Майкельсона.
11.Лазерные методы измерения скорости измерения потока частиц
(лазерная анемометрия).
12.Интерференционная микроскопия в частично когерентном свете.
Интерференционный микроскоп Линника.
13.Полнопольная оптическая когерентная томография.
14.Темнопольная микроскопия. Фазовоконтрастный микроскоп Цернике.
15.Принципы оптической когерентной томографии.
16.Оптическая когерентная томография во временной области.
17.Спектральный метод оптической когерентной томографии.
18.Схемные решения для оптической когерентной томографии и области
ее применения.
19.Основное уравнение голографии. Типы оптических голограмм.
20.Голограммы
Френеля.
Голограммы
Фурье.
Голограммы
сфокусированных изображений. Объемные отражательные голограммы
Денисюка.
21.Голографические схемы. Восстановление мнимого и действительного
голографических изображений.
22.Техника и методика голографического эксперимента. Источники света
и регистрирующие среды для голографии.
23.Голографическая
интерферометрия.
Методы
голографической
интерферометрии реального времени, двух экспозиций, с усреднением
во времени, стробоскопический.
24.Цифровая оптическая голография.
25.Цифровая голографическая фазовая микроскопия биологических
объектов.
26.Цифровая голографическая интерферометрия биологических объектов.
27.Острота зрения при некогерентном и когерентном освещении.
Субъективный спекл-эффект в зрительной системе.
28.Лазерная интерференционная ретинометрия.
29.Определение оптических параметров глаза созданием на сетчатке
динамических спекл-картин. Спеклоскоп.
30.Основные поляризационные характеристики лазерного излучения,
рассеянного пространственно-неоднородными средами.
31.Особенности процесса деполяризации зондирующего лазерного
излучения при распространении в пространственно-неоднородном
слое.
12
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
«Интерференционные методы в анализе биологических сред»
а) основная литература:
1. Тучин В.В. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях.
М.: Физматлит. 2010. 488 с.
2. Когерентно-оптические методы в измерительной технике и биофотонике. /
Под ред. проф.: Рябухо В.П. и Тучина В.В. – Изд-во Саттелит, 2009. 127 с.
ISBN: 978-5-904395-06-3.
3. Лычагов В.В. Рябухо В.П. Учебное пособие Низкокогерентная
интерференционная микроскопия и томография. Краткий курс лекций.
Саратовский государственный университет. Электронная библиотека
кафедры оптики и биофотоники. 2010. 27 c.
б) дополнительная литература:
1.
В. В. Лычагов, А. Л. Кальянов, В. П. Рябухо. Низкокогерентная
микроинтерферометрия внутренней структуры кристаллизовавшейся
плазмы крови. Оптика и спектроскопия, 2009, том 107, № 6, с. 909–916.
2.
Лычагов В.В., Рябухо В.П., Кальянов А.Л., Смирнов И.В.
Низкокогерентная
интерферометрия
слоистых
структур
в
полихроматическом свете с цифровой записью и обработкой
интерферограмм. Компьютерная Оптика. 2010. Т.34. В.4. С. 23-36.
3.
А.Л. Кальянов, В.В Лычагов, Л.И. Малинова, А.А. Пайзиев, В.П.
Рябухо. Низкокогерентная полнопольная интерферометрия объемной
структуры кристаллизовавшейся капли солевого раствора белка.
Компьютерная Оптика. 2010. Т.34. В.1. С.90-100.
4.
Гуров И.П. Оптическая когерентная томография: принципы, проблемы
и перспективы. /В кн.: Проблемы когерентной и нелинейной оптики. /Под
ред. И.П. Гурова и С.А.Козлова. СПб :СПбГУ ИТМО, 2004. С. 6-30.
5.
Балтийский С.А., Гуров И.П., Де Никола С., Коппола Д., Ферраро П.
Современные методы цифровой голографии.  В кн.: Проблемы
когерентной и нелинейной оптики /Под ред. И.П. Гурова и С.А. Козлова. СПб: СПбГУ ИТМО. 2004. C. 91-117.
6.
И.П. Гуров Компьютерная фотоника: принципы, проблемы и
перспективы. //Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2005. Вып.
21. С. 5-20. http://faculty.ifmo.ru/kf/docs/Computer_Photonics.pdf
7.
Б.Б. Горбатенко, Л.А. Максимова, О.А. Перепелицына, В.П. Рябухо
ЦИФРОВАЯ ОПТИЧЕСКАЯ ГОЛОГРАФИЯ. Учебное пособие под
редакцией профессора В.П. Рябухо. Саратовский государственный
университет. Кафедра оптики и биофотоники. 2009. - 85 с.
в) Интернет-ресурсы
1. Л.И. Голубенцева, В.П. Рябухо, О.А. Перепелицына. СПЕЦИАЛЬНЫЙ
ОПТИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ: ОПТИЧЕСКАЯ ГОЛОГРАФИЯ. Под
редакцией проф. В.П.Рябухо. Учебно-методическое руководство по
13
выполнению лабораторных работ специального оптического практикума.
Саратовский
государственный
университет.
2009
116
с.
http://library.sgu.ru/uch_lit/2.pdf
2. Л.И. Голубенцева, В.П. Рябухо, О.А. Перепелицына. СПЕЦИАЛЬНЫЙ
ОПТИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ: ГОЛОГРАФИЧЕСКАЯ И СПЕКЛ–
ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ. Под редакцией проф. В.П.Рябухо. Учебнометодическое руководство по выполнению лабораторных работ
специального оптического практикума. Саратовский государственный
университет 2009. 64 с. http://library.sgu.ru/uch_lit/3.pdf
3. А.Л.Кальянов,
В.В.Лычагов,
Д.В.
Лякин,
О.А. Перепелицына,
В.П. Рябухо.
ОПТИЧЕСКАЯ
НИЗКОКОГЕРЕНТНАЯ
ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ И ТОМОГРАФИЯ. Специальный оптический
практикум. Учебное пособие. под ред. проф. В.П. Рябухо. Саратовский
государственный университет. Кафедра оптики и биофотоники. 2009. - 85
с. http://library.sgu.ru/uch_lit/9.pdf
4. Б.Б. Горбатенко, Л.А. Максимова, О.А. Перепелицына, В.П. Рябухо
ЦИФРОВАЯ ОПТИЧЕСКАЯ ГОЛОГРАФИЯ. Учебное пособие под
редакцией профессора В.П. Рябухо. Саратовский государственный
университет. Кафедра оптики и биофотоники. 2009. - 85 с.
http://library.sgu.ru/uch_lit/12.pdf
5. Когерентно-оптические методы в измерительной технике и биофотонике.
/В.П. Рябухо, В.В. Лычагов, А.Л. Кальянов, И.В. Федосов, О.А. Перепелицына,
Б.Б. Горбатенко, Л.А. Максимова. Под ред. проф.: Рябухо В.П. и Тучина
В.В.. – Изд-во Саттелит, 2009. 127 с. ISBN: 978-5-904395-06-3.
http://optics.sgu.ru/library/education/cohmeth
6. Лычагов
В.В. Рябухо В.П. Учебное пособие Низкокогерентная
интерференционная микроскопия и томография. Краткий курс лекций.
Саратовский государственный университет. Электронная библиотека
кафедры
оптики
и
биофотоники.
2010
27 c.
http://optics.sgu.ru/library/education/lowcohmt
7. И.П. Гуров
Компьютерная фотоника: принципы, проблемы и
перспективы. //Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2005. Вып.
21. С. 5-20. http://faculty.ifmo.ru/kf/docs/Computer_Photonics.pdf
14
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
«Интерференционные методы в анализе биологических сред»
8.1. Лекционное материально-техническое обеспечение:
Кодоскоп для демонстраций оптического эксперимента, компьютер,
мультимедийный проектор, видеокамера и ПЗС-камера.
Лабораторные работы оптического практикума
Принципы низкокогерентной интерферометрии и томографии.
Принципы Фурье-спектроскопии.
Интерференционный микроскоп.
Сканирующий интерференционный микроскоп – принципы полнопольной
когерентной томографии биологических тканей.
5. Цифровой голографический фазовый микроскоп.
1.
2.
3.
4.
Специальный оптический практикум: Голография и голографические
измерения:
Лабораторная работа № 1. Голограммы Фурье.
Лабораторная работа № 2. Измерение малых углов наклона методом спеклфотографии в фурье-плоскости.
Лабораторная работа № 3. Измерение малых поперечных смещений
методом спекл-фотографии сфокусированного изображения.
Лабораторная работа № 4. Исследование деформаций методом
голографической интерферометрии.
Лабораторная работа № 5. Цифровая голографическая интерферометрия
фазовых объектов.
15
Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом
рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению 011200 Физика и
профилю подготовки магистров «Медицинская фотоника».
Автор:
профессор кафедры оптики и биофотоники,
д.ф.-м.н., профессор
В.П. Рябухо
Программа одобрена на заседании кафедры оптики и биофотоники
от 14 января 2011 года, протокол № 1/11.
Подписи:
Зав. кафедрой
В.В. Тучин
Декан физического факультета
(факультет, где разработана программа)
В.М. Аникин
Декан физического факультета
(факультет, где реализуется программа)
В.М. Аникин
16