《激光測量技術(shù)》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱激光測量技術(shù)LaserMeasurementTechnology課程編碼SCC621821020開課院部理學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)（未設(shè)置）學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時32講授32實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時16適用專業(yè)光電信息科學(xué)與工程授課語言中文先修課程應(yīng)用光學(xué)、物理光學(xué)、激光原理與技術(shù)課程簡介（限選）本課程為光電信息科學(xué)與工程專業(yè)本科生的專業(yè)公共選修課。在相關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步拓展學(xué)生的視野，夯實(shí)基本理論知識，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。課程通過對激光測量技術(shù)的基本原理和實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的講授，使學(xué)生了解激光測量技術(shù)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和趨勢，建立光學(xué)測量的基本概念，打好測量數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)，掌握激光測試技術(shù)的基本原理和方法，熟悉常用光電檢測系統(tǒng)，從測量原理、關(guān)鍵技術(shù)到國際前沿動態(tài)多個層面學(xué)習(xí)精密激光測量技術(shù)與系統(tǒng)，學(xué)習(xí)科研創(chuàng)新思維，掌握國際發(fā)展現(xiàn)狀，并且具備進(jìn)行激光測試系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的能力。內(nèi)容主要包括基本測量技術(shù)和參數(shù)、激光干涉測量技術(shù)及其應(yīng)用、激光衍射測量技術(shù)及其應(yīng)用、激光準(zhǔn)直及多自由度測量技術(shù)及其應(yīng)用、激光三維視覺測量技術(shù)及其應(yīng)用、激光掃描測徑技術(shù)及其應(yīng)用、激光多普勒測速技術(shù)以及激光測距技術(shù)及其應(yīng)用。Thiscourseisaprofessionalpublicelectivecourseforundergraduatesmajoringinphotoelectricinformationscienceandengineering.Onthebasisofrelevantprofessionalbasiccourses,furtherexpandstudents'horizons,consolidatebasictheoreticalknowledge,andcultivatestudents'abilitytousetheknowledgetheyhavelearnedtosolvepracticalproblems.Throughtheteachingofthebasicprincipleandpracticalapplicationsystemoflasermeasurementtechnology,thecourseenablesstudentstounderstandthedevelopmenthistory,currentsituationandtrendoflasermeasurementtechnology,andestablishthebasicconceptofopticalmeasurement,layagoodfoundationformeasurementdataprocessing,masterthebasicprinciplesandmethodsoflasertestingtechnology,befamiliarwithcommonlyusedphotoelectricdetectionsystems,frommeasurementprinciples,keytechnologiestotheinternationalfrontierdynamicslearnprecisionlasermeasurementtechnologyandsystemsatmultiplelevels,learninnovativethinkinginscientificresearch,masterthecurrentsituationofinternationaldevelopment,andhavetheabilitytoanalyzeanddesignlasertestsystems.Thecontentmainlyincludesbasicmeasurementtechnologyandparameters,LaserInterferometrytechnologyanditsapplication,laserdiffractionmeasurementtechnologyanditsapplication,lasercollimationandmulti-degree-of-freedommeasurementtechnologyanditsapplication,laserthree-dimensionalvisionmeasurementtechnologyanditsapplication,laserscanningdiametermeasurementtechnologyanditsapplication,laserDopplervelocitymeasurementtechnologyandlaserrangingtechnologyanditsapplication.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：能針對激光測量領(lǐng)域復(fù)雜工程問題，進(jìn)行系統(tǒng)性方案設(shè)計(jì)，對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化的過程中具有一定的創(chuàng)新意識。是3.33.32M2目標(biāo)2：能夠選擇與使用恰當(dāng)?shù)膬x器、信息資源和專業(yè)模擬軟件對激光測量領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進(jìn)行分析、計(jì)算與設(shè)計(jì)是5.25.23M3目標(biāo)3：能夠獨(dú)立解決激光測量技術(shù)問題并且可以與多學(xué)科背景下的團(tuán)隊(duì)成員有效溝通，共同協(xié)作是9.19.14M4目標(biāo)4：能夠就激光測量領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題，以口頭匯報(bào)、論文、專利等方式，準(zhǔn)確表達(dá)自己的觀點(diǎn)，回應(yīng)質(zhì)疑，理解與業(yè)界同行和社會公眾交流的差異性是10.110.1三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)1第1章第一章光學(xué)測量的基礎(chǔ)知識本章重點(diǎn)難點(diǎn)：光學(xué)測量系統(tǒng)中的常用電路、多相流體滲流特征、研究方法及應(yīng)用。M1//0.5自學(xué)大綱21.11.1基本概念、基本方法、應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展趨勢基本概念；基本構(gòu)成；主要應(yīng)用范圍；基本方法；發(fā)展趨勢。1講授//31.21.2光學(xué)測量系統(tǒng)中的噪聲和常見處理電路光學(xué)測量系統(tǒng)中的噪聲；光學(xué)測量系統(tǒng)中的常用電路。1講授//4第2章第二章激光準(zhǔn)直及多自由度測量激光準(zhǔn)直技術(shù)、直線度誤差、振幅測量法、滾轉(zhuǎn)角測量。////52.12.1激光準(zhǔn)直技術(shù)直線度誤差；振幅測量法；振幅（光強(qiáng)）型激光準(zhǔn)直測量系統(tǒng)；位相測量型激光準(zhǔn)直系統(tǒng)。0.5講授、討論//62.22.2激光準(zhǔn)直測量儀基本結(jié)構(gòu)；發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)；光電目標(biāo)靶。0.5講授、討論//72.32.3激光準(zhǔn)直測量儀的應(yīng)用直線度測量；孔/軸同心度測量；光束漂移分離檢測方法。0.5講授、討論//82.42.4多自由度測量概述；干涉測量法；偏擺角和俯仰角度的測量；滾轉(zhuǎn)角測量；多自由度同時測量。M1,M2,M3,M40.5講授、討論2課后作業(yè)9第二章作業(yè)匯報(bào)PPT作業(yè)匯報(bào)分組匯報(bào)PPT作業(yè)，師生共同給各組匯報(bào)情況投票打分并點(diǎn)評討論。2講授、討論//10第3章第三章激光干涉測量技術(shù)與系統(tǒng)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：激光穩(wěn)頻技術(shù)、激光干涉測量系統(tǒng)的測量誤差。////113.13.1激光干涉測量基本原理與系統(tǒng)組成激光干涉測量原理；激光干涉測量系統(tǒng)與典型儀器。0.5講授、討論//123.23.2激光干涉測量中的關(guān)鍵技術(shù)激光穩(wěn)頻技術(shù)；雙頻激光生成技術(shù)；干涉信號相位測量技術(shù)；空氣折射率測量技術(shù)。0.5講授、討論//133.33.3激光干涉儀的典型應(yīng)用作為獨(dú)立測量儀器的典型應(yīng)用；作為嵌入式測量部件的典型應(yīng)用。0.5講授、討論//143.43.4激光干涉測量系統(tǒng)的測量誤差激光干涉儀內(nèi)在的原理誤差；環(huán)境因素相關(guān)測量誤差；安裝不當(dāng)引入的測量誤差；典型系統(tǒng)測量誤差綜合分析。M1,M2,M3,M40.5講授、討論2.5課后作業(yè)15第三章作業(yè)匯報(bào)PPT作業(yè)匯報(bào)分組匯報(bào)PPT作業(yè)，師生共同給各組匯報(bào)情況投票打分并點(diǎn)評討論。2講授、討論//16第4章第四章激光全息測量與散斑測量技術(shù)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：數(shù)字全息干涉測量、電子散斑干涉測量////174.14.1激光全息干涉測量技術(shù)全息干涉測量方法；數(shù)字全息干涉測量；激光全息干涉測量技術(shù)的應(yīng)用。0.5講授//184.24.2激光散斑干涉測量散斑的概念；散斑照相測量原理及應(yīng)用；散斑干涉測量原理及應(yīng)用；電子散斑干涉測量。M1,M2,M3,M40.5講授2.5課后作業(yè)19第四章作業(yè)匯報(bào)PPT作業(yè)匯報(bào)分組匯報(bào)PPT作業(yè)，師生共同給各組匯報(bào)情況投票打分并點(diǎn)評討論。2講授、討論//20第5章第五章激光衍射測量與莫爾條紋技術(shù)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：衍射測量、莫爾條紋、基于衍射光柵干涉原理的位移測量技術(shù)。////215.15.1激光衍射測量基本原理單縫衍射測量；圓孔衍射測量；光柵衍射測量。0.5講授、討論//225.25.2莫爾條紋測試技術(shù)莫爾條紋的形成原理；莫爾條紋的基本性質(zhì)；莫爾條紋測試技術(shù)；單光柵光學(xué)系統(tǒng)；雙光柵光學(xué)系統(tǒng)；三光柵光學(xué)系統(tǒng)。0.5講授、討論//235.35.3基于衍射光柵干涉原理的位移測量技術(shù)基于傅里葉光學(xué)的光柵衍射特性分析；光柵的多普勒頻移；單衍射光柵位移測量技術(shù)；雙平行光柵干涉式測量技術(shù)；兩垂直光柵——邁克爾遜式光柵干涉測量技術(shù)；可增大垂向測量范圍的光柵自準(zhǔn)直技術(shù)；雙頻激光光柵干涉測量技術(shù)；多自由度測量技術(shù)。0.5講授、討論//245.45.4光柵測量系統(tǒng)的誤差分析光柵測量系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換與電學(xué)細(xì)分技術(shù)；光柵測量系統(tǒng)的主要誤差源。M1,M2,M3,M40.5講授、討論2課后作業(yè)25第五章作業(yè)匯報(bào)PPT作業(yè)匯報(bào)分組匯報(bào)PPT作業(yè)，師生共同給各組匯報(bào)情況投票打分并點(diǎn)評討論。2講授、討論//26第6章第六章光學(xué)三維測量技術(shù)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：激光三角法測量物體三維形狀、基于光柵投射的三維形狀測量技術(shù)。////276.16.1物體宏觀三維形狀測量技術(shù)概述接觸式測量；非接觸式測量；主動宏觀三維形狀測量技術(shù)微觀表面形貌測量技術(shù)。0.2講授、討論//286.26.2激光三角法測量物體三維形狀激光三角法的測量原理；激光線光三維形狀測量技術(shù)；激光同步掃描三維形狀測量技術(shù)。0.2講授、討論//296.36.3基于光柵投射的三維形狀測量技術(shù)光柵投射法測量三維形狀的基本原理；相位測量技術(shù)。0.5講授、討論//306.46.4光學(xué)三維形狀測量技術(shù)的應(yīng)用光學(xué)三維形狀測量技術(shù)的應(yīng)用0.2講授、討論//316.56.5微觀表面三維形貌測量技術(shù)的概述微觀表面形貌測量技術(shù)的發(fā)展；表面形貌二維評定參數(shù)；微觀表面三維形貌測量的特點(diǎn)。1講授、討論//326.66.6微觀表面三維形貌的機(jī)械式探針測量技術(shù)微觀表面三維形貌的機(jī)械式探針測量技術(shù)0.2講授、討論//336.76.7微觀表面三維形貌的光學(xué)式探針測量技術(shù)微觀表面三維形貌的光學(xué)式探針測量技術(shù)M1,M2,M3,M40.2講授、討論2.5課后作業(yè)34第六章作業(yè)匯報(bào)PPT作業(yè)匯報(bào)分組匯報(bào)PPT作業(yè)，師生共同給各組匯報(bào)情況投票打分并點(diǎn)評討論。2講授、討論//35第7章第七章激光測距技術(shù)與系統(tǒng)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：脈沖激光測距原理、相位激光測距原理、激光調(diào)頻、掃頻干涉測距原理、基于飛秒激光頻率梳的絕對距離測量方法。////367.17.1脈沖激光測距原理及關(guān)鍵技術(shù)脈沖激光測距原理；關(guān)鍵技術(shù)分析。1講授、討論//377.27.2相位激光測距原理及關(guān)鍵技術(shù)相位激光測距原理；多測尺相位激光測距方法；相位激光測距關(guān)鍵技術(shù)。0.5講授、討論//387.37.3多波長（合成波長）干涉測量多波長干涉測量原理；多波長干涉測量關(guān)鍵技術(shù)。0.5講授、討論//397.47.4激光調(diào)頻、掃頻干涉測距原理及關(guān)鍵技術(shù)調(diào)頻干涉測量技術(shù)；三光束調(diào)頻干涉測量技術(shù)；半導(dǎo)體正弦調(diào)頻連續(xù)波測量技術(shù)；調(diào)頻干涉測量關(guān)鍵技術(shù)；波長掃描干涉測量技術(shù)。0.5講授、討論//407.57.5基于飛秒激光頻率梳的絕對距離測量方法飛秒激光光源技術(shù)；頻率梳齒間干涉相位測距法；脈沖飛行時間與互相關(guān)干涉聯(lián)合測距法；雙光學(xué)頻率梳的飛行時間與互相關(guān)干涉條紋辨析測距法；頻率梳光譜分析干涉測距法；飛行時間法、多波長干涉與光譜分辨干涉法組合測量方法；參考光學(xué)頻率梳的多波長干涉測距法。M1,M2,M3,M40.5講授、討論2課后作業(yè)41第七章作業(yè)匯報(bào)PPT作業(yè)匯報(bào)分組匯報(bào)PPT作業(yè)，師生共同給各組匯報(bào)情況投票打分并點(diǎn)評討論。2講授、討論//42第8章第八章激光測速技術(shù)與系統(tǒng)本章重點(diǎn)難點(diǎn)：激光多普勒測速、多普勒光學(xué)相干層析成像儀、激光多普勒流量計(jì)、激光制導(dǎo)。////438.18.1激光多普勒測速激光多普勒測速1講授、討論//448.28.2遠(yuǎn)程測速與測風(fēng)激光雷達(dá)遠(yuǎn)程測速與測風(fēng)激光雷達(dá)0.5講授、討論//458.38.3激光多普勒顯微鏡激光多普勒顯微鏡0.5講授、討論//468.48.4多普勒光學(xué)相干層析成像儀多普勒光學(xué)相干層析成像儀0.5講授、討論//478.58.5激光多普勒流量計(jì)、成像系統(tǒng)和粒子圖像測速儀激光多普勒流量計(jì)和成像系統(tǒng)；粒子圖像測速儀0.5講授、討論//488.68.6紅外激光制導(dǎo)紅外激光制導(dǎo)M1,M2,M3,M40.5講授、討論2課后作業(yè)49第八章作業(yè)匯報(bào)PPT作業(yè)匯報(bào)分組匯報(bào)PPT作業(yè)，師生共同給各組匯報(bào)情況投票打分并點(diǎn)評討論。2講授、討論//四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評占比1隨堂測試1、利用QQ群，石大云課堂平臺等，課中進(jìn)行基礎(chǔ)知識的答題。2、題目主要是基礎(chǔ)客觀題為主3、成績按答題正確率折算成百分制。10%2文字作業(yè)1、本課程共有6次大作業(yè)，檢驗(yàn)學(xué)生運(yùn)用理論知識，分析實(shí)際案例的能力2、根據(jù)運(yùn)用理論知識熟練程度，實(shí)際案例分析能力，翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)際效果，文字作業(yè)報(bào)告表達(dá)情況進(jìn)行評分。10%3PPT作業(yè)1、本課程共有八次PPT作業(yè)，檢測學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作綜合運(yùn)用理論知識，資料搜集、分析案例、口頭表達(dá)和交流的能力2、根據(jù)資料搜集能力，PPT內(nèi)容安排是否切合主題，是否重點(diǎn)突出，是否生動形象的情況，匯報(bào)的同學(xué)對內(nèi)容是否能夠熟練掌握，語言是否流暢清晰等方面進(jìn)行投票評分3、按百分制投票成績八次求平均為最終成績40%4期末考試1、采用試卷形式進(jìn)行測試2、根據(jù)回答正確與否進(jìn)行成績計(jì)算，百分制40%五、評分細(xì)則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1文字作業(yè)50%50%A-能準(zhǔn)確理解理論知識點(diǎn)，方案設(shè)計(jì)準(zhǔn)確，大作業(yè)格式規(guī)范，內(nèi)容正確；B-基本能理解理論知識點(diǎn)，方案設(shè)計(jì)基本正確，大作業(yè)格式較規(guī)范，內(nèi)容基本正確；C-能部分理解理論知識點(diǎn)，方案設(shè)計(jì)不全或有明顯錯誤，大作業(yè)格式較規(guī)范，內(nèi)容不全或有明顯錯誤；D-大量抄襲或者不能理解理論知識點(diǎn)，未能按時完成，格式、文字、表述混亂。2M1期末考試50%見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)3M2隨堂測試50%利用石大云課堂在線測試功能進(jìn)行評分4M2期末考試50%見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)5M3PPT作業(yè)100%A-能夠針對專題內(nèi)容搜集資料，資料搜集全面，PPT模板選擇簡潔，內(nèi)容安排切合主題，重點(diǎn)突出，生動形象，匯報(bào)的同學(xué)對內(nèi)容能夠熟練掌握，語言流暢清晰；B-基本能夠針對專題內(nèi)容搜集資料，資料搜集較全面，PPT模板選擇簡潔，內(nèi)容安排基本切合主題，重點(diǎn)較為突出，比較生動形象，匯報(bào)的同學(xué)對內(nèi)容能夠基本熟練掌握，語言流暢清晰；C-資料搜集略有偏題，內(nèi)容比較簡單單調(diào)不夠全面，PPT模板選擇簡潔，內(nèi)容安排略有偏題，重點(diǎn)不突出，不夠生動形象，匯報(bào)的同學(xué)對內(nèi)容不能熟練掌握，語言不夠流暢清晰；