信息光学在物理光学中的应用探索

胡星月

【摘要】信息光学是物理光学中的领军学科，信息光学是在应用光学、信息科学和计算机科学整合起来共同发展的一门新型光学学科，信息光学也是当代信息科学中的一个主要组成，笔者在本文根据目前信息光学的物理特性，根据光信息科学与技术专业中信息光学教学的依据，由于《信息光学》的理论知识难以理解、实验操作标准要求过高，数学公式过于繁琐的特性，本文根据教师教师设定合理的教学内容，为学生创建实验平台，增强计算机仿真光学实验的辅助支持，整合校内校外以及互联网的资源让学生在信息光学在应用物理中进行探索与思考。

【关键词】信息光学;物理光学;应用;探索

全球经济一体化的不停发展中，信息是当代社会中起着很重要的作用，信息将会替代能源和物质成为人类创新制造财富的重要途径。信息科学和信息技术息息相关，不可分割。近些年来，光电信息的快速发展，在当代科学研究与社会发展中的各个领域都占领了重要的位置。光信息是信息时代不停发展的产物，光信息被人们广泛的应用在全息信息储存和光纤通信以及光信息的储存等涉及的范围很广，光信息带动了国民经济和科学发展的不断前进的步伐。信息光学是光信息的主要组成部分，是光学中的领军学科，信息光学是在应用光学、计算机科学和信息科学重合起来共同发展的一门新型学科，又是当代信息科学中的一个主要组成。信息光学提高了光纤通信和光电子学以及应用和图像科学的进步。笔者通过本文对信息光学在物理中的应用做了以下几个方面的探索与思考。

1. 信息光学在应用物理教学内容的设置

在开展《信息光学》这门课程以前，应用物理专业的学生就已经对与光学有关的物理内容例如光学中的光的衍射和光的干涉有关光学的物理知识，以及光学仪器的基本原理、光的散射和光的吸收等光学内容，在学习这门课程中，学生已经初步的了解了现代光学内容，针对信息光学中的传递函数、全息和信息处理以及标量衍射的认知程度很少，更加没有听过傅里叶变换、光学小波变换和阿达玛变换这些信息光学内容更了。通过以上所说的信息光学知识内容，教师应该在设定教学内容时，确保基本理论知识的同时也要将理论知识与应用相结合，与此同时还要顾及到理论和技术在目前的发展状况，让学生在应用物理学科中产生对光电信息的兴趣感。在教师讲解信息光学的起初，要涉及到关于二维线性系统的表面知识内容，例如三角函数和矩形函数以及符号函数等等。教师应该着重讲解应用物理专业学生所不熟悉的运算，例如卷积和相关运算和傅里叶变换。教师通过详尽的讲解光学成像系统的传递函数让学生能够熟悉信息光学基本内容。教师也应该与其他的科研人员进行研究，对学生讲解光学全息和空间滤波以及计算全息等相关知识，让学生能够知道信息光学在现代科技中能起到的作用都有哪些，通过学习这些知识内容能够让学生对光电信息能够基本了解。让学生对科研能够通过信息光学的学习能够打开学生通過物理概念转移到建立数学模型然后编辑计算机程序最后到具体实验论证的思路。

2. 建立学校的实验平台

信息光学课程的具体概述很抽象化，要求学生们要具备一定的逻辑推理能力，在信息光学的教学中教师不要只是为讲解为主要课堂教学模式，让学生没有的实验操作，这样就会使在应用物理专业的学生们对信息光学的理解和掌握程度不够深刻，甚至会对学习信息光学产生厌倦的心理，教师的教学成果也达不到预期的效果，所以教师应该增加教学中学生的实验操作环节，但是由于应用物理这个专业中有关的实验设备不足，没有足够的实验器材这些因素造成的实验操作受到很大的局限性，教师应该选择一些较为经典的光信息实验让学生进行实验操作。可以利用一些简单的实验器材让学生制作相对容易的实验操作，例如阿贝成像原理和空间滤波以及全息光栅制作及其特性这两个实验来进行操作，通过学生的亲自实验操作，教师讲解的理论知识就能轻松的掌握，在通过实验得到实验结果的学生也能对信息光学产生兴趣感，让学生喜爱学习信息光学。光电类的实验操作能让学生直接的应用到日常生活中，与学习纯物理学来说更具备实用实用价值。

3. 教师应加强计算机辅助实验操作

在信息光学应用物理中实验操作受到实验设备不足的影响，通过单纯的几个实验是不能够让学生深刻理解和掌握信息光学内容的，除此之外针对光学实验的操作要求非常严格，学生们也很难达到实验的标准。所以教师可以通过计算机仿真实验让学生能够通过计算机仿真光学实验更加直观的了解到实验的成果，从而很好的消化理论知识，还能够成功解决信息光学中的一些抽象难题。运用数值模拟计算能够让学生清晰的理解信息官学中的不能通过教师描述的和抽象的物理现象都能够直观的展现出来，通过计算机仿真光学实验将抽象转化为形象，清楚的直观展现实验过程和结果，让学生能够一目了然掌握理论知识内容。

4. 结束语

总而言之，教师设定合理的教学内容，为学生创建实验平台，增强计算机仿真光学实验的辅助支持，整合校内校外以及互联网的资源让学生在信息光学在应用物理中进行探索与思考。有关部门应该要进行应用物理在光学类的教学整改，从而提升学生在光电类专业的就业情况，培养更多的光电专业人才，为我国的科技发展做贡献。

参考文献：

[1]王仕璠，刘艺. 《信息光学》课程教学改革探索与实践[J]. 实验科学与技术，2012，10（06）：42-43+143.

[2]孙文卿，王军，吴泉英. 信息光学成像仿真与演示实验[J]. 大学物理实验，2018，31（04）：65-68.

[3]纪运景，杨庆，沈中华，祁景. 信息光学实验课程教学模式探索[J]. 实验科学与技术，2011，9（01）：80-81+149.