Komputerowe metody optyki
Prowadzący: dr Maciej Sypek
Semestr: 8 - 2 godziny wykładów i 2 godziny laboratorium tygodniowo
Forma zaliczenia: zaliczenie pisemne (wykład), średnia ważona z ocen ze sprawozdań i sprawdzianów (laboratorium)
Program:
Laboratorium obejmuje 8 zaawansowanych ćwiczeń (po 4h każde) poświęconych optyce komputerowej. W ramach ćwiczeń realizowane są następujące tematy: koherencja czasowa i przestrzenna światła, transformacja Fouriera i próbkowanie, akwizycja i wstępne przetwarzanie obrazu wczytanego z kamery CCD, filtracje numeryczne obrazów, numeryczna symulacja propagacji światła w strefie Fresnela, holografia syntetyczna. Laboratorium związane jest z wykładem pt. Komputerowe metody optyki.
UWAGA
Laboratorium Komputerowe metody optyki może być realizowane niezależnie od Podstaw optyki i Informatyki optycznej - laboratorium.
Laboratorium:
Ćwiczenie 1. - Spójność czasowa i przestrzenna źródeł promieniowania.
Doświadczenie Younga - obserwacja i pomiary prążków w układzie oświetlonym różnorodnymi źródłami światla (światło białe, lampa sodowa, wiązka laserowa, nieruchoma matówka oświetlona wiązką laserową, ruchoma matówka oświetlona wiązką laserową).
Interferometr Michelsona. Badanie spójności czasowej laserowych źródeł światła.
Ćwiczenie 2. - Optyka Fourierowska
Formowanie fali płaskiej przy użyciu pinholi i soczewki sferycznej. Realizacja widma Fouriera przy pomocy soczewki. Obserwacja widm wybranych obiektów - pomiar apertury i siatki dyfrakcyjnej. Widmo obiektu periodycznego i próbkowanego.
Doświadczalna weryfikacja twierdzenia o próbkowaniu.
Ćwiczenie 3. - Widzenie maszynowe I
Inicjalizacja frame grabbera. Zamrażanie obrazu. Zapis i odczyt obrazu z dysku. Programowanie LUT. Wstępne zbadanie charakterystyki kamery.
Ćwiczenie 4. - Widzenie maszynowe II
Wykonanie histogramu i scattergramu obrazu obiektu. Tresholding. Podstawowe filtracje numeryczne.
Ćwiczenie 5. - FFT i propagacja I
W oparciu o gotowe procedury 1 wymiarowego przekształcenia Fouriera uruchomienie przekształceń 2 wymiarowych. Obliczenie numeryczne i zbadanie kilku widm testowych obiektów. Sprawdzenie twierdzenie o przesunięciu, skalowaniu i splocie dla transformacji Fouriera.
Ćwiczenie 6. - FFT i propagacja II
W oparciu o gotowe procedury 1 i 2 wymiarowego przekształcenia Fouriera uruchomienie programu do obliczania 1 i 2 wymiarowej propagacji światła w strefie Fresnela i Fraunhofera. Obliczenie kilku podstawowych pól dyfrakcyjnych elementarnych apertur w strefie Fresnela i Fraunhofera.
Ćwiczenie 7. - Hologram syntetyczny I
Przygotowanie - w oparciu o gotowe programy dostępne w PIO IF PW - danych i wykonanie wydruków do syntetycznego hologramu Fresnela i Fouriera. Przygotowanie wydruku syntetycznego elementu dyfrakcyjnego.
Ćwiczenie 8. - Hologram syntetyczny II
Wykonanie - w/g wydruków z ćwiczenia 7 - syntetycznych hologramów i elementu dyfrakcyjnego. Obserwacja obrazów - pomiar wydajności dyfrakcyjnej. Obserwacja efektów związanych z próbkowaniem obiektów oraz kwantyzacją fazy.
|
