课程简介
一 课程发展的主要历史沿革
本校《光学信息技术》课程的设置可以追溯到二十世纪八十年代初期，在改革开放的初期，我校现有工科专业“光电信息工程”和理科专业“光信息科学与技术”的前身“光学仪器的设计与制造”专业就引进了国际上前沿课程“傅里叶光学”，开展教学与相关科学研究。课程带头人庄松林院士作为取得博士学位归国的第一批访问学者之一，八十年代初聘为我校兼职教授（现为我校在编全职教授），当时就已在我校为本科生和硕士生开设“傅里叶光学”、“光学传递函数”及“光学信息处理与全息学”等课程，撰写了相关教材“光学传递函数”（1981年正式出版）在全国得到广泛应用，至今机械工业出版社还在要求庄松林院士修订再版。主讲教师陈家璧教授也是归国访问学者，当时也已开设这些相应课程，并在七十年代末的油印本《近代光学问题的付里叶分析方法》基础上出版了《傅里叶光学（基本概念和习题）》和相关的《统计光学（基本概念和习题）》。经过二十几年的发展，几代教师（包括光学界老前辈薛培增教授和已退休的林仕德、曹俊卿等教授）的建设，已将《光学信息技术》课程建设为“光电信息工程”和 “光信息科学与技术” 两专业的主干课程，本学院其他专业的重要选修课程之一。
在庄松林院士领导下，我校在光学信息技术方面的科研工作一直处于国内外的前沿，并坚持将科研成果反映到教学之中。庄松林院士一直坚持从事本科生教学，在青年教师协助下，开设《光学信息技术》课程，同时也培养出了本课程的老中青结合的教学梯队。在上世纪末，本校教材《光学信息技术原理及应用》入选为《光学信息技术》类课程全国唯一一本“面向二十一世纪课程教材”在高等教育出版社出版，在全国得到了推广使用。
经过二十余届的教学实践，本校《光学信息技术》课程教学大纲已经基本成熟。在进入新世纪以后，我校教学条件大大改善，多媒体设备基本普及。几经修改与完善，教学课件也基本成型。辅之以板书，师生互动，以学生为中心的教学风格正在逐渐为所有的教师所掌握。两年前，我校陈家璧教授参加翻译了斯坦福大学顾得门教授的经典教材《傅里叶光学导论》的第三版，今年还将要增订修改面向二十一世纪课程教材《光学信息技术原理及应用》，作为十一五国家重点教材出版，以使我校自编，在全国广泛使用的教材得到进一步提高。同时将这两本书附加的更多的习题，充实进我们的教学之中，促进学生的学习质量的提高。
作为含实践（验）的理论课程，本校经过二十几年的积累，已可以开设相关系列实验。在分层次教学的思想指导下，在全体同学普遍开设的课程实验以外，还为部分递进班同学开设了研究型和设计型实验，使有研究潜力的同学可以在本科阶段就得到设计与参加研究课题的锻炼。为了提高学生的实践动手能力，我们还开设了为几门专业课（包括本课程）服务的系列实验课程，建成了理论教学、实践实验、专用题库相辅相成的教学体系。
进入新世纪以后，我校在网络设备的建设方面的投入使我们有可能利用网络更新改革教学手段。建设网站，利用网络推进启发式教学，是我们的第一个收获。通过网络答疑（包括电子邮件的方法）等形式，我们加强了师生间的互动交流。通过网络我们还建立了新的教学评价体系，将理论考试，实验动手能力和科研创新能力综合考虑评价学生的成绩；尽管现在这还是实验阶段，部分学生参与教师的最新的科研工作已经促进了本课程的教学质量的提高。新的教学评价体系正在逐渐成熟起来。
与基础课程、专业基础课程相比，专业课程的教师和学生相对较少，教学的历史也短很多，建设精品课程难度较大。但是相对于开设本课程的其他高等院校，包括211学校，甚至985的学校，我校并不逊色，在某些方面还有一定的优势。目前上海市也只有我校一个光学工程的全国（培育）重点学科，因此我们决心发挥我校在本课程上的专长，建设好我校的精品课程，为将本课程建设成为上海市精品课程和国家精品课程而努力。
从庄松林院士1981年编著出版《光学传递函数》一书，我校教师编著出版的相关教材有《傅里叶光学（基本概念和习题）》（1985年）、《统计光学（基本概念和习题）》（1992年）以及面向二十一世纪课程教材《光学信息技术原理及应用》（2002年）；翻译出版的经典著作有《傅里叶光学导论》（第三版）（2006年），本校编写正式出版的相关教材有《光电信息技术》（2002）《激光原理及应用》（2004）、《光纤通信原理与技术》（2004）、《工程光学》（2005）。光学信息技术是一门理论性很强的专业课程`，它是将通信技术发展过程中使用的频域分析方法引入到光学成像过程的分析之中而产生的。在编写面向二十一世纪课程教材《光学信息技术原理及应用》过程中，我们特别注重教材交叉学科特性，着重物理概念和数学模型的建立。通过各种实际应用，引导学生掌握用新的方法，从新的角度上观察分析问题，解决实际问题的能力。光学信息技术的一个特点是发展速度非常快，因此，在教材内容上，我们也力图体现内容的新颖性，包含了当今光学信息技术领域前沿所研究的内容。例如，光学信息存储、全息三维显示、光学三维传感技术、全息散斑干涉计量等。在这些方面的许多科研成果都是作者自己的研究成果和教学体会，具有原创性，使得教材内容丰富多彩，对于启发学生的创造性思维能力是有帮助的。这本教材还是联合国内其它五所211院校的教师共同编写的，这就使得教材具有更广泛的基础，体现了国内的先进水平。
另外，在庄松林院士的带领下，在教学过程中，所有教师都密切关注该领域的最新技术，参与本领域的前沿科学研究，把这些研究成果及研究方向充实到教学之中，并提供相关参考资料或网址，给学生自学。实际上，仅仅《光学信息技术原理及应用》一本教材后附录的参考文献就多达二百多篇，为学生自主学习提供了很好的条件。
二 课程知识模块及学时
- 绪论（2学时）
- 二维线性系统分析：线性系统，傅里叶变换，卷积与相关，傅里叶变换定理，二维傅里叶变换，二维不变线性系统，抽样定理（8学时）
- 标量衍射的角谱理论：光波的数学描述，复振幅分布的角谱及角谱的传播，标量衍射的角谱理论, 夫琅和费衍射与傅里叶变换，菲涅耳衍射和分数傅里叶变换。（6学时）
- 光学成像系统的频率特性：透镜的位相变换作用，透镜的傅里叶变换性质，透镜的一般变换特性,相干照明衍射受限系统的成像分析，衍射受限系统的相干传递函数，衍射受限系统的非相干传递函数，有像差系统的传递函数，相干与非相干成像系统的比较。（8学时）
- 光全息术：全息术原理——波前记录与再现，基元全息图分析，傅里叶变换全息图, 无透镜傅里叶变换全息图, 傅里叶变换全息图的两个特例，像全息图, 平面全息图及其衍射效率，体积全息图，计算全息。（6学时）
- 光信息处理技术：光学频谱分析系统和空间滤波,相干光学信息处理,非相干光学信息处理，白光信息处理，光计算。（6学时）
- 图像的全息显示：彩虹全息图，合成全息技术，彩色全息术，全息图的复制。（4学时）
三 课程的重点、难点及解决办法
本课程重点是光学成像系统的频谱分析和光学信息处理，难点在于光场复振幅分布的角谱、角谱的传播和标量衍射的角谱理论。目前通过加强理论教学，利用图解方法，采用启发式教学，并辅以演示实验，使学生建立角谱的概念。而且在后续各章节教学中，反复使用角谱的概念，解决各种光学问题，包括光学成像系统的频谱分析、光学全息的原理、光学信息处理技术等等，使学生在实际应用中巩固角谱的概念，克服对于两类空间频谱理解上的困难，从而最终建立作为电磁场的光场复振幅分布的角谱概念，学会用角谱即空间频谱方法分析光学系统，建立光学成像系统数学物理模型。