高等物理光学

课程编码：280223080300P1003 英文名称：Advanced Physical Optics 课时：60 学分：3.00 课程属性：学科核心课 主讲教师：高万荣

本课程为一级学科光学工程、一级学科物理学及其相关专业研究生的专业核心课，也是一级学科电子科学与技术下属二级学科物理电子学的学科基础课。
要求学生掌握光的电磁理论基础、光波在无限大均匀各向同性介质中的传播、光波的反射和折射、光波在波导中的传播、光波在各向异性晶体中的传播、光波叠加与相干性，光波衍射与成像，光线光学基础及光波场的统计特性等基本知识。
通过本课程的学习，要求学生掌握现代光学的基本思想与方法，用以分析、解决物理光学中的系列问题，为从事光电领域科学研究奠定坚实的理论基础。
同时，要求学生能结合本课程基本理论，对现代光学相关领域有概略性的了解。

普通物理（光学），微积分，信号与系统

第一章 高等物理光学的数学与物理基础 15.0学时 高万荣
第1节 第一讲 相位：又一“新维度” 3.0学时
第2节 第二讲 平面波与球面波 3.0学时
第3节 第三讲 空间频率 3.0学时
第4节 第四讲 2D傅里叶变换 3.0学时
第5节 第一次习题课 3.0学时
第二章 通信角度下的高等物理光学 12.0学时 高万荣
第1节 第五讲 卷积的物理意义/空间频率的丢失/成像系统的原理 3.0学时
第2节 第六讲 传递函数：系统的变换功能 3.0学时
第3节 第七讲 系统的观念：以可抽样还原为例 3.0学时
第4节 第二次习题课 3.0学时
第三章 衍射与干涉的基本理论 12.0学时 高万荣
第1节 第八讲 衍射与干涉；衍射模型的四个“抽象” 3.0学时
第2节 第九讲 近场与远场衍射；两类经典近似 3.0学时
第3节 第十讲 透过率函数：与之卷积还是相乘？ 3.0学时
第4节 第三次习题课及期中复习 3.0学时
第四章 衍射分析与应用 18.0学时 高万荣
第1节 第十一讲 薄透镜近似 3.0学时
第2节 第十二讲 衍射的基本分析法：空频对易，仍以透镜为例 3.0学时
第3节 第十三讲 衍射仿真（计算机编程） 3.0学时
第4节 第十四讲 衍射实践（光学实验与模拟分析） 3.0学时
第5节 第十五讲 衍射的逆问题I（DOE设计等） 3.0学时
第6节 第十六讲 衍射的逆问题II（叠层成像与光学加密） 3.0学时
第五章 光信息与光学成像 6.0学时 高万荣
第1节 第十七讲 光信息处理系统（全息等） 3.0学时
第2节 第十八讲 光学成像系统的分析 3.0学时

高万荣，南京理工大学教授，多年来给本科生、研究生及留学生全英文讲解傅里叶光学、光学原理及统计光学等多门课程。其研究小组是国内最早开展人体生物组织在体与离体光学断层成像的小组之一。研制出三维微米分辨率全场光学断层层析成像的强度及偏振系统，获取了多种人体正常及疾病组织的各向同性强度散射特性及各向异性光学断层图像；研制出手持式人体皮下血流实时在体高分辨率光学断层成像系统，可实时获取人体各部位皮肤下及口腔粘膜下微循环的三维结构图像；研制出手持式光纤偏振人体组织偏振光学特性成像系统以及玻璃亚表面光学断层成像系统和仪器等，申请多项发明专利。在国际上提出光在生物组织中传播时偏振度、相干性和频谱等变化的理论，提出介质的不同偏振特性之间存在耦合现象并提出各项异性相关函数和各向异性介质极化率矩阵等概念解释等；以第一作者或通信作者在Optics Letters等期刊发表同行评议论文一百多篇。