Голограф и интерф в биофиз эксперименте

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Физический факультет
УТВЕРЖДАЮ
___________________________
"__" __________________2011 г.
Рабочая программа дисциплины
ГОЛОГРАФИЯ И ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ
В БИОФИЗИЧЕСКОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ
Направление подготовки
011200 Физика
Профиль подготовки
Биофизика
Квалификация (степень) выпускника
Магистр
Форма обучения
очная
Саратов, 2011
1. Цели освоения дисциплины
Цели освоения дисциплины «Голография и интерферометрия в
биофизическом эксперименте» состоят в обеспечении студентов
предметными знаниями, умениями и навыками в области математических и
естественно-научных сфер знаний, связанных с оптическими методами
исследования и контроля биологических объектов и живых систем,
применяемых в исследовательской и медицинской практике, в выработке
практических навыков решения физических проблем в биофизике и ее
практических приложениях, 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 «Голография и интерферометрия в биофизическом
эксперименте» относится к Профессиональному циклу (М.2), вариативной
части этого цикла к подразделу Дисциплины по выбору студента (М2.В3).
Дисциплина «Голография и интерферометрия в биофизическом
эксперименте» призвана формировать знания в области теории и практики
оптических когерентных методов контроля и диагностики, применяемых в
биофизическом эксперименте, в физике живых систем, в 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,
дифференциальные уравнения.
Студенты должны иметь навыки самостоятельной работы с учебными
пособиями и монографической учебной литературой, обладать умением
решать физические задачи, требующие применения дифференциального и
интегрального
математического
аппарата,
умением
производить
приближенные преобразования аналитических выражений, навыки работы на
компьютере с математическими пакетами программ (например, MathCad,
MatLab, Mathematica), графическим (например, OriginPro), 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
2
оформления результатов экспериментов с использованием графического
материала и с оценкой погрешностей измерений.
Знания, полученные при освоении дисциплины «Голография и
интерферометрия в биофизическом эксперименте», необходимы при
освоении дисциплин профессионального цикла профиля «Биофизика»:
«Лазеры и волоконно-оптические системы в биофизическом эксперименте»,
«Анализ сложных биофизических сигналов», «Исследование потоков
биологических жидкостей», а также при подготовке квалификационных
работ итоговой аттестации.
3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения
дисциплины «Когерентно-оптические методы в физике живых систем »
В результате освоения дисциплины «Голография и интерферометрия в
биофизическом эксперименте» обучающийся должен обладать, в
определенной части, следующими компетенциями:
общекультурными:
- способность демонстрировать углубленные знания в области математики
и естественных наук (ОК-1);
профессиональными:
- способность использовать знания современных проблем физики, новейших
достижений физики в своей научно-исследовательской деятельности (ПК2);
-
способность свободно владеть разделами физики, необходимыми для
решения научно-инновационных задач (в соответствии с профилем
подготовки) (ПК-6);
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
•Знать:
- теоретические основы когерентности света и закономерности ее проявления
в оптических системах и методах измерений и формирования изображений;
- теоретические основы голографических и интерференционных методов
исследования биологических объектов;
- функциональные и метрологические возможности когерентно-оптических
методов и систем анализа, измерительного контроля и диагностики
биологических объектов и сред.
•Уметь:
3
- излагать и критически анализировать основные положения теории
когерентности света и теории ее проявления в оптических явлениях, в
частности, в интерференции оптических волн;
- пользоваться теоретическими положения теории когерентности для анализа
процессов формирования оптических, сигналов, изображений, в оптических
интерференционных, дифракционных и голографических измерительных
системах и устройствах обработки информации.
•Владеть:
- практическими навыками экспериментальной работы с оптическими
приборами и установками, принцип действия которых основан на явлениях
дифракции и интерференции когерентных оптических полей, на
голографических принципах записи и обработки изображений.
4
4. Структура и содержание дисциплины «Голография и
интерферометрия в биофизическом эксперименте»
Общая трудоемкость дисциплины составляет 2 зачетные единицы - 72 часа,
18 часов лекций, 18 часов лабораторный занятий и 36 часов самостоятельная
работа.
4.1. Структура дисциплины «Голография и интерферометрия в
биофизическом эксперименте»
Виды учебной работы,
включая самостоятельную
работу студентов и
трудоемкость (в часах)
1
Оптическая аналоговая
и цифровая голография
9
1-5
2
Оптическая
интерферометрия в
биофизическом
эксперименте.
9
3
Интерференционная
микроскопия.
4
Спеклинтерферометрия
в биофизике
Итого:
Лаборато
рные раб.
Интеракт
ивная
форма
занятий
Самостоят.
работа
Неделя
семестр
а
Лекции
Раздел дисциплины
Се
ме
ст
р
№
п/
п
5
6
9
6-12
4
4
9
9
11-14
6
4
9
9
15-18
3
4
9
18
18
36
Формы
текущего
контроля
успеваемости
(по неделям
семестра)
Формы
промежуточн
ой
аттестации
(по
семестрам)
УО-1
ПР-2
УО-1
ПР-2
УО-1
ПР-2
УО-1
ПР-2
зачет
5
4.2. Содержание дисциплины «Голография и интерферометрия в
биофизическом эксперименте»
1. Оптическая аналоговая и цифровая голография.
1.1. Теоретические и физические основы оптической голографии. Виды
оптических голограмм. Свойства голограмм. Техника и методика
голографического эксперимента. Источники света (лазеры) и
регистрирующие среды для голографии. Схемные решения для
голографических метродов. Восстановление мнимого и действительного
голографических изображений.
1.2. Принципы голографических интерференционных измерений. Методы
голографической интерферометрии реального времени, двух
экспозиций, с усреднением во времени, стробоскопический.
Голографическая интерферометрия фазовых объектов, нестационарных
объектов и быстропротекающих процессов. Методы интерпретации
голографических интерферограмм.
1.3. Методы цифровой оптической голографии. Матричные фотоприемники
для цифровой голографии: ПЗС-матрицы и КМОП-матрицы. Оптические
схемы записи оптических цифровых голограмм: Фурье-голография,
безлинзовая Фурье-голография, безлинзовая Фурье-голография
сфокусированного изображения, голография Френеля.
2. Оптическая интерферометрия в биофизическом эксперименте.
2.1. Интерференция света. Коэффициент модуляции интерференционных
полос. Зависимость коэффициента модуляции интерференционного
сигнала от степени когерентности света.
2.2. Лазерная интерферометрия для определения формы, перемещений,
скорости, вибраций, деформаций отражающих объектов и определения
оптической плотности прозрачных объектов. Интерферометры
Майкельсона, Маха-Цендера, Рэлея, Жамена, Физо. Интерферометры
поперечного сдвига..
2.3. Интерференционные лазерные методы измерения скорости потока
частиц. Лазерная анемометрия. Рассеяние лазерного излучения
случайно неоднородными средами - биологическими тканями.
Лазерная интерферометрия кровотока и лимфотока. Лазерная
Доплеровская диагностика. Лазерные методы гетеродинирования.
2.4 Определение остроты зрения и контрастной чувствительности
зрительного
тракта
путем
генерации
синусоидальных
интерференционных
картин
на
сетчатке
глаза.
Лазерная
интерференционная ретинометрия. Влияние помутнения хрусталика.
2.5. Теория оптической когерентной томографии. Методы оптической
когерентной томографии. Оптическая когерентная томография во
временной области. Спектральный метод оптической когерентной
томографии. Продольное и поперечное разрешение методов
оптической когерентной томографии. Оптические схемные решения
6
для оптической когерентной томографии. Области применения
оптической когерентной томографии в физике живых систем.
3. Интерференционная микроскопия.
3.1. Проявление когерентности
света
в
оптических
системах
формирования изображения. Когерентные и некогерентные системы
оптической микроскопии. Поперечное пространственное разрешение
микроскопов. Условия когерентного, частично когерентного и
некогерентного освещения предмета в оптическом микроскопе.
3.2 Интерференционная микроскопия в частично когерентном свете.
Интерференционный микроскоп Линника. Полнопольная оптическая
когерентная томография.
3.3. Пространственно частотная фильтрация в оптической микроскопии.
Темнопольная микроскопия. Фазовоконтрастный микроскоп Цернике.
3.4. Цифровая голографическая интерферометрия биологических
объектов. Цифровая голографическая фазовая микроскопия
биологических объектов.
4.Спекл-интерферометрия в биофизике
4.1. Спекл-модуляция в лазерном и частично когерентном свете.
Субъективные и объективные спеклы.
4.2. Спеклы в системах формирования изображений рассеивающих
объектов. Субъективный спекл-эффект в зрительной системе.
4.3. Определение оптических параметров глаза созданием на сетчатке
динамических спекл-картин. Спеклоскоп.
5. Образовательные технологии
При реализации дисциплины «Голография и интерферометрия в
биофизическом эксперименте» используются следующие виды учебных
занятий: лекции, консультации, nрактuческие занятия - лабораторные
работы, 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 лабораторных занятий предусмотрены активные формы
проведения занятий: 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 лабораторных занятий составляет 50%
аудиторных лекционных занятий по дисциплине «Голография и
интерферометрия в биофизическом эксперименте» .
7
6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.
Оценочные средства для текущего контроля успеваемости,
промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
«Голография и интерферометрия в биофизическом эксперименте»
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;
- 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.
8
Задания для самостоятельной работы:
1. Разработать схемы 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.
2. Получить выражения для интерференционных сигналов лазерного
интерферометра Майкельсона: (1) при равномерном перемещении
одного зеркала; (2) при равноускоренном перемещении зеркала; (3) при
гармонических колебаниях зеркала; (4) при затухающих гармонических
колебаниях зеркала; представить сигналы в графической форме с
использованием компьютерных математических пакетов численных
вычислений.
3. Получить
выражения
для
интерференционных
сигналов
низкокогерентного интерферометра Майкельсона: (1) при равномерном
перемещении одного зеркала; (2) при гармонических колебаниях
зеркала; представить сигналы в графической форме с использованием
компьютерных математических пакетов численных вычислений.
4. 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.
5. Для лазерного интерферометра Майкельсона вибраций описать алгоритм
определения параметров гармонических вибраций – частоты и
амплитуды колебаний, по параметрам интерференционного сигнала.
6. 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.
7. Сделать количественную оценку поперечного и продольного разрешения
интерференционного микроскопа с учетом возможностей цифровой
обработки интерференционного изображения.
8. Сделать количественную оценку размеров 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.
9
Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля:
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.
2. На
основе
теоремы
Ван-Циттерта-Цернике
оценить
радиус
пространственной когерентности естественных и искусственных
протяженных источников света.
3. Определить условия когерентного, частично когерентного и
некогерентного процессов формирования изображений в микроскопии.
Определить предельное пространственное разрешение в микроскопии.
4. Сформулировать условия возникновения спекл-эффекта в частично
когерентном излучении.
5. Сформулировать принципы лазерной интерферометрии для определения
формы объектов, перемещений, скорости, вибраций, деформаций.
Объяснить принципы измерения микросмещений объекта с помощью
интерферометра Майкельсона.
6. Объяснить физические основы лазерной Доплеровской интерферометрии
кровотока и лимфотока.
7. Объяснить принципы интерференционной микроскопии в частично
когерентном свете, устройство интерференционного микроскопа
Линника и принципы полнопольной оптической когерентной
томографии.
8. 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 когерентных томографов, используемых в
задачах мониторинга биологических тканей.
9. 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.
10. Сформулировать принципы голографической интерферометрии и
методов интерпретации голографических интерферограмм.
11. 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.
10
12. Цифровая голографическая фазовая микроскопия биологических
объектов.
13. Субъективный спекл-эффект в зрительной системе.
14. Лазерная интерференционная ретинометрия.
15. Определение оптических параметров глаза созданием на сетчатке
динамических спекл-картин.
Контрольные вопросы и задания для проведения nромежуточной
аттестации по итогам освоения дисциплины «Голография и
интерферометрия в биофизическом эксперименте» (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.
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.
11
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.
7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
«Когерентно-оптические методы в физике живых систем »
а) основная литература:
1. 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: 978-5-904395-063.
2. Тучин В.В. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях.
М.: Физматлит. 2010. 488 с.
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.
12
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
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
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
Пособие включает теорию и методические руководства к 4 лабораторным
работам специального оптического практикума:
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
13
5.
6.
7.
8.
университет. Кафедра оптики и биофотоники. 2009. - 85 с.
http://library.sgu.ru/uch_lit/12.pdf
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: 978-5-90439506-3. http://optics.sgu.ru/library/education/cohmeth
В.П. Рябухо СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ОБЩЕМУ КУРСУ ФИЗИКИ.
ВОЛНОВАЯ ОПТИКА. Учебное пособие. Саратов СГУ. 2010 61 c.
http://library.sgu.ru/uch_lit/51.pdf
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
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
8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
«Голография и интерферометрия в биофизическом эксперименте»
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.
14
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 Биофизика.
Авторы:
профессор кафедры оптики и биофотоники,
д.ф.-м.н., профессор
В.П. Рябухо
доцент кафедры оптики и биофотоники,
к.ф.-м.н.
О.А. Перепелицына
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