Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю " " 2011 г. Рабочая программа

Вид материала

Рабочая программа

Содержание 1. Цели освоения дисциплины 2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Когерентно-оптические методы в физике живых систем Когерентно-оптические методы в физике живых систем Когерентно-оптические методы в физике живых систем 3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины Когерентно-оптические методы в физике живых систем 4. Структура и содержание дисциплины 4.1. Структура дисциплины Формы текущего контроля успеваемости 4.2. Содержание дисциплины 5. Образовательные технологии Когерентно-оптические методы в физике живых систем 7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Когерентно-оптические методы в физике живых систем » 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины «Когерентно-оптические методы в физике живых систем »

Подобный материал:

• Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю " " 20 г. Рабочая программа, 277.23kb.
• Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю " " 2011 г. Рабочая программа, 125.38kb.
• Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю " " 2011 г. Рабочая программа, 257.68kb.
• Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю проректор по умр профессор, 189.39kb.
• Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю проректор сгу по учебно-методической, 217.53kb.
• Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю проректор сгу по учебно-методической, 219.56kb.
• Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю проректор сгу по учебно-методической, 219.29kb.
• Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю проректор сгу по учебно-методической, 233.64kb.
• Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю проректор сгу по учебно-методической, 229.8kb.
• Н. Г. Чернышевского Физический факультет утверждаю проректор сгу по учебно-методической, 193.22kb.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ


Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского


Физический факультет


УТВЕРЖДАЮ

___________________________

"__" __________________2011 г.


Рабочая программа дисциплины


КОГЕРЕНТНО-ОПТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
В ФИЗИКЕ ЖИВЫХ СИСТЕМ


Направление подготовки

011200 Физика


Профиль подготовки

Биофизика


Квалификация (степень) выпускника

Бакалавр


Форма обучения

очная


Саратов, 2011


1. Цели освоения дисциплины


Цели освоения дисциплины «Когерентно-оптические методы в физике живых систем» состоят в обеспечении студентов предметными знаниями, умениями и навыками в области математических и естественно-научных сфер знаний, связанных с оптическими методами исследования и контроля биологических объектов и живых систем, применяемых в исследовательской и медицинской практике, в выработке практических навыков решения физических проблем в биофизике и ее практических приложениях, в получении высшего профессионально профилированного образования в области физики, позволяющего выпускнику успешно работать в избранной сфере деятельности в РФ и за рубежом, обладать универсальными и предметно специализированными компетенциями, способствующими его социальной мобильности, востребованности на рынке труда и успешной профессиональной карьере.


2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата


Дисциплина «Когерентно-оптические методы в физике живых систем» относится к Профессиональному циклу (Б.3), вариативной части этого цикла к подразделу Дисциплины по выбору студента (Б3ДВ4).

Дисциплина « Когерентно-оптические методы в физике живых систем» в рамках учебного плана следует за взаимосвязанными с нею дисциплинами профессионального цикла профиля Биофизика: ……..

Дисциплина « Когерентно-оптические методы в физике живых систем» призвана формировать знания в области теории и практики когерентно-оптических методов контроля и диагностики в физике живых систем, в биологии и медицине.

При освоении данной дисциплины необходимы знания по следующим разделам общего курса физики: электричество и магнетизм, колебания и волны, волновая оптика, а также математики: математический анализ, аналитическая геометрия, теория функций комплексного переменного, дифференциальные уравнения.

Студенты должны иметь навыки самостоятельной работы с учебными пособиями и монографической учебной литературой, умение решать физические задачи, требующие применения дифференциального и интегрального математического аппарата, умение производить приближенные преобразования аналитических выражений, навыки работы на компьютере с математическими пакетами программ (например, MathCad, MatLab, Mathematica), графическим (например, OriginPro), графическим для схемных решений (например, CorelDraw) и текстовыми (например, MS Word, MS Excel) редакторами, умение программировать (например, в среде MS Quick BASIC) и использовать численные методы решения физических задач, иметь навыки работы на физических экспериментальных установках, умение оформления результатов экспериментов с использованием графического материала и с оценкой погрешностей измерений.

Знания, полученные при освоении дисциплины « Когерентно-оптические методы в физике живых систем», необходимы при освоении дисциплин профессионального цикла профиля «Биофизика»: «Светорассеяние в биологических средах», «Оптические приборы в биофизических исследованиях», «Поляризационная оптика биотканей и клеток», Спецпрактикум-2, дисциплины Математического и естественнонаучного цикла «Анализ сложных биофизических сигналов», а также при подготовке квалификационных работ итоговой аттестации.


3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины «Когерентно-оптические методы в физике живых систем »


В результате освоения дисциплины « Когерентно-оптические методы в физике живых систем» должны формироваться в определенной части следующие компетенции:

общекультурные:

- способность использовать в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в области математики и естественных наук (ОК-1);

- способность овладеть основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации, иметь навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ОК-12).

общепрофессиональные:

- способность использовать базовые теоретические знания для решения профессиональных задач (ПК-1);

- способностью эксплуатировать современную физическую аппаратуру и оборудование (ПК-3);

- способность использовать специализированные знания в области физики для освоения профильных физических дисциплин (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-4);

- способность применять на практике базовые общепрофессиональные знания теории и методов физических исследований (в соответствии с профилем подготовки) (ПК-5).

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

•Знать:

- математические основы теории когерентности света и теории проявления когерентности в оптических явлениях;

- теоретические основы когерентности света и закономерности ее проявления в оптических системах и методах измерений и формирования изображений;

- теоретические основы когерентных методов исследования живых систем;

- функциональные и метрологические возможности когерентно-оптических методов и систем анализа, измерительного контроля и диагностики биологических объектов и живых систем.

•Уметь:

- излагать и критически анализировать основные положения теории когерентности света и теории ее проявления в оптических явлениях;

- пользоваться теоретическими положения теории когерентности для анализа процессов формирования оптических, сигналов, изображений, в интерференционных и дифракционных оптических измерительных системах и устройствах обработки информации.

•Владеть:

- практическими навыками экспериментальной работы с оптическими приборами и установками, принцип действия которых основан на явлениях дифракции и интерференции когерентных оптических полей.


4. Структура и содержание дисциплины «Когерентно-оптические методы в физике живых систем»


Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы - 108 часов, 40 часов лекций, 20 часов лабораторный занятий и 12 часов самостоятельная работа.


4.1. Структура дисциплины

№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)				Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра) Формы промежуточной аттестации (по семестрам)
				Лек-ции	Практзаня-тия	Лабораторные раб.	Самост. раб.
1	Физические основы когерентно-оптических методов.	8	1-2	8		4		УО-1 ПР-2
2	Оптическая интерферометрия в физике живых систем.	8	3-4	8		4	2	УО-1 ПР-2
3	Оптическая голография в физике живых систем.	8	5-6	8		4	4	УО-1 ПР-2
4	Когерентно оптические методы в офтальмологии.	8	7-8	8		4	4	УО-1 ПР-2
5	Оптическая поляризационная диагностика живых систем.	8	9-10	8		4	2	УО-1 ПР-2
	Итого:			40		20	12	Экзамен

4.2. Содержание дисциплины


1. Физические основы когерентно-оптических методов.

1.1. Интерференция света. Коэффициент модуляции интерференционных полос. Зависимость коэффициента модуляции интерференционного сигнала от степени когерентности света.

1.2. Временная когерентность света. Функция временной когерентности. Теорема Винера-Хинчина. Проявление временной когерентности в оптической интерферометрии. Принципы Фурье-спектроскопии.

1.3. Пространственная когерентность. Радиус пространственной когерентности. Теорема Ван-Циттерта-Цернике. Проявление пространственной когерентности в интерференционных системах. Интерференционный опыт Юнга. Интерферометр Рэлея. Интерферометры сдвига.

1.4. Проявление когерентности света в оптических системах формирования изображения. Когерентные и некогерентные системы оптической микроскопии. Поперечное пространственное разрешение микроскопов. Условия когерентного, частично когерентного и некогерентного освещения предмета в оптическом микроскопе.

1.5. Спекл-модуляция в лазерном и частично когерентном свете. Субъективные и объективные спеклы. Спеклы в системах формирования изображений рассеивающих объектов.


2. Оптическая интерферометрия в физике живых систем

2.1. Лазерная интерферометрия для определения формы, перемещений, скорости, вибраций, деформаций отражающих объектов и определения оптической плотности прозрачных объектов. Интерферометры Майкельсона, Маха-Цендера, Рэлея, Жамена, Физо. Интерферометры поперечного сдвига..

2.2. Интерференционные лазерные методы измерения скорости потока частиц. Лазерная анемометрия. Рассеяние лазерного излучения случайно неоднородными средами - биологическими тканями. Лазерная интерферометрия кровотока и лимфотока. Лазерная Доплеровская диагностика. Лазерные методы гетеродинирования.

2.2. Интерференционная микроскопия в частично когерентном свете. Интерференционный микроскоп Линника. Полнопольная оптическая когерентная томография.

2.3. Пространственно частотная фильтрация в оптической микроскопии. Темнопольная микроскопия. Фазовоконтрастный микроскоп Цернике.

2.3. Теория оптической когерентной томографии. Методы оптической когерентной томографии. Оптическая когерентная томография во временной области. Спектральный метод оптической когерентной томографии. Продольное и поперечное разрешение методов оптической когерентной томографии. Оптические схемные решения для оптической когерентной томографии. Области применения оптической когерентной томографии в физике живых систем.


3. Оптическая голография в физике живых систем.

3.1. Теоретические и физические основы оптической голографии. Виды оптических голограмм. Свойства голограмм. Техника и методика голографического эксперимента. Источники света (лазеры) и регистрирующие среды для голографии. Схемные решения для голографических метродов. Восстановление мнимого и действительного голографических изображений.

3.2. Принципы голографических интерференционных измерений. Методы голографической интерферометрии реального времени, двух экспозиций, с усреднением во времени, стробоскопический. Голографическая интерферометрия фазовых объектов, нестационарных объектов и быстропротекающих процессов. Методы интерпретации голографических интерферограмм.

3.3. Методы цифровой оптической голографии. Матричные фотоприемники для цифровой голографии: ПЗС-матрицы и КМОП-матрицы. Оптические схемы записи оптических цифровых голограмм: Фурье-голография, безлинзовая Фурье-голография, безлинзовая Фурье-голография сфокусированного изображения, голография Френеля.

3.4. Цифровая голографическая интерферометрия биологических объектов. Цифровая голографическая фазовая микроскопия биологических объектов.


4. Когерентно оптические методы в офтальмологии.

4.1. Обработка пространственной информации в зрительной системе. Острота зрения при некогерентном и когерентном освещении. Субъективный спекл-эффект в зрительной системе.

4.2. Определение остроты зрения и контрастной чувствительности зрительного тракта путем генерации синусоидальных интерференционных картин на сетчатке глаза. Лазерная интерференционная ретинометрия. Влияние помутнения хрусталика.

4.3. Определение оптических параметров глаза созданием на сетчатке динамических спекл-картин. Спеклоскоп.


5. Оптическая поляризационная диагностика живых систем

5.1. Основные поляризационные характеристики лазерного излучения, рассеянного пространственно-неоднородными средами. Вектор Стокса. Матрица Мюллера. Степень поляризации рассеянного излучения как параметр визуализации.

5.2. Особенности процесса деполяризации зондирующего лазерного излучения при распространении в пространственно-неоднородном слое. Влияние размерного параметра рассеивающих частиц и геометрии рассеяния. Эффект существования остаточной поляризации при обратном рассеянии зондирующего лазерного излучения.

5.3. Сравнение эффективности метода визуализации макронеоднородностей в рассеивающей среде с другими методами, используемыми в биомедицинской диагностике. Перспективы использования метода поляризационной визуализации для анализа структуры биологических объектов.


5. Образовательные технологии


При реализации дисциплины «Когерентно-оптические методы в физике живых систем» используются следующие виды учебных занятий: лекции, консультации, nрактuческие занятия - лабораторные работы, контрольные работы, самостоятельные работы.

В рамках лекционных занятий предусмотрены активные формы учебного процесса: разбор конкретных ситуаций, натурные демонстрации и обсуждение наблюдаемых оптических явлений и эффектов, компьютерные демонстрации с использованием современных цифровых систем изобразительной техники.

В рамках практических лабораторных занятий предусмотрены: детальный разбор физических основ основных разделов лекционного курса с решением физических задач по основным разделам содержания дисциплины, выполнением лабораторных работ и выполнение контрольных работ по всем разделам.

Доля аудиторных практических лабораторных занятий составляет 50% аудиторных лекционных занятий по дисциплине « Когерентно-оптические методы в физике живых систем».


6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.


Виды самостоятельной работы студента:

- изучение теоретического материала по конспектам лекций и рекомендованным учебным пособиям, монографической учебной литературе;

- самостоятельное изучение некоторых теоретических вопросов, выделенных в программе дисциплины, нерассмотренных на лекциях;

- выполнение комплекса заданий теоретического характера, расчетных и графических по всем разделам дисциплины;

- решение рекомендованных задач из сборника задач по волновой оптике;

- изучение теоретического материала по методическим руководствам к физическому практикуму по оптике.


Порядок выполнения и контроля самостоятельной работы студентов:

- предусмотрена еженедельная самостоятельная работа обучающихся по изучению теоретического лекционного материала; контроль выполнения этой работы предусмотрен на практических занятиях по данной дисциплине;

- самостоятельное изучение некоторых теоретических вопросов, выделенных в программе дисциплины и нерассмотренных на лекциях предусматривается по мере изучения соответствующих разделов, в которых выделены эти вопросы для самостоятельного изучения; контроль выполнения этой самостоятельной работы предусмотрен в рамках промежуточного контроля – экзамена по данной дисциплине;

- выполнение и письменное оформление комплекса заданий теоретического характера, расчетных и графических по основным разделам дисциплины предусмотрено еженедельно по мере формулировки этих заданий на лекциях; предусматривается письменное выполнение этой самостоятельной работы с текстовым, включая формулы, и графическим оформлением; контроль выполнения этой самостоятельной работы предусмотрен при завершении изучения дисциплины по представленному в печатном виде отчету по этому виду самостоятельной работы;

- решение рекомендованных задач из сборника задач по волновой оптике предполагается еженедельным при подготовке к практическим занятиям и при усвоении теоретического лекционного материала; контроль выполнения этой работы предусмотрен на практических лабораторных занятиях;

- изучение теоретического материала по методическим руководствам к специальному физическому практикуму по оптике предусмотрен с отчетом о проделанной работе на практических лабораторных занятиях.


Задания для самостоятельной работы:

1. Получить выражения для интерференционных сигналов лазерного интерферометра Майкельсона: (1) при равномерном перемещении одного зеркала; (2) при равноускоренном перемещении зеркала; (3) при гармонических колебаниях зеркала; (4) при затухающих гармонических колебаниях зеркала; представить сигналы в графической форме с использованием компьютерных математических пакетов численных вычислений.
   
2. Получить выражения для интерференционных сигналов низкокогерентного интерферометра Майкельсона: (1) при равномерном перемещении одного зеркала; (2) при гармонических колебаниях зеркала; представить сигналы в графической форме с использованием компьютерных математических пакетов численных вычислений.
   
3. Получить выражения для картины интерференции света на выходе лазерного интерферометра Майкельсона при использовании: (1) плоской волны на его входе; (2) сферической волны; представить интерференционную картину в графической форме изображения в градациях серого с использованием компьютерных математических пакетов численных вычислений.
   
4. Для лазерного интерферометра Майкельсона вибраций описать алгоритм определения параметров гармонических вибраций – частоты и амплитуды колебаний, по параметрам интерференционного сигнала.
   
5. Получить выражение для спектра интерференционного сигнала при гармонических колебаниях зеркала интерферометра Майкельсона: (1) в предположении бесконечной длины реализации сигнала; (2) при конечном времени записи сигнала.
   

Темы и номера задач для самостоятельных занятий

В.П. Рябухо СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ОБЩЕМУ КУРСУ ФИЗИКИ. ВОЛНОВАЯ ОПТИКА. Учебное пособие. Саратов СГУ. 2011. 96 c. ссылка скрыта

Раздел 1. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ ОПТИЧЕСКОГО ДИАПАЗОНА. ПОЛЯРИЗАЦИЯ КОЛЕБАНИЙ

Задачи: 1.4 – 1.20, 1.21 – 1.30,

Раздел 4. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА

Задачи: 4.23 – 4.27, 4.28 – 4.35, 4.38 – 4.45, 4.46 – 4.62.

Раздел 5. ДИФРАКЦИЯ СВЕТА

Задачи: 5.1 – 5.21, 5.22 – 5.34, 5.41 – 5.43 .


Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля:

1. Физические основы когерентно-оптических методов.

1.1. Используя основное уравнение интерференции оптических волн построить график для интерференционного сигнала в зависимости от разности хода при интерференции волн с ограниченной временной когерентностью и численным методом исследовать зависимость параметров сигнала от ширины частотного спектра оптического излучения.

1.2. На основе теоремы Ван-Циттерта-Цернике оценить радиус пространственной когерентности естественных и искусственных протяженных источников света.

1.3. На основе теоремы Винера-Хинчина определить в явном виде функции временной когерентности оптических полей с заданными параметрами частотного спектра и сделать оценки длин временной когерентности. В графической форме отобразить зависимость интенсивности интерференционного сигнала для определенных функций временной когерентности. Сформулировать принципы и охарактеризовать способы определения спектрального состава излучения в методе Фурье-спектроскопии с компьютерной обработкой сигнала спектрографа.

1.4. Определить условия когерентного, частично когерентного и некогерентного процессов формирования изображений в микроскопии. Определить предельное пространственное разрешение в микроскопии.

1.5. Сформулировать условия возникновения спекл-эффекта в частично когерентном свете в системах формирования изображений.

2. Оптическая интерферометрия в физике живых систем

2.1. Сформулировать принципы лазерной интерферометрии для определения формы объектов, перемещений, скорости, вибраций, деформаций. Объяснить принципы измерения микросмещений объекта с помощью интерферометра Майкельсона.

2.2. Объяснить физические основы лазерной Доплеровской интерферометрии кровотока и лимфотока.

2.2. Объяснить принципы интерференционной микроскопии в частично когерентном свете, устройство интерференционного микроскопа Линника и принципы полнопольной оптической когерентной томографии.

2.3. Объяснить принципы и методы оптической когерентной томографии во временной области и спектральный метод. Определить продольное и поперечное разрешение методов оптической когерентной томографии при заданных спектральных параметров источника света. Нарисовать схемы волоконно-оптических когерентных томографов, используемых в задачах мониторинга биологических тканей.


3. Оптическая голография в физике живых систем.

3.1. Дать определение понятию «голограмма». Перечислить типы оптических голограмм, их свойства и схемы записи аналоговых голограмм. Определить необходимую разрешающую способность фоторегистрирующих сред в голографии. Определить схемы восстановления мнимого и действительного голографических изображений.

3.2. Сформулировать принципы голографической интерферометрии и методов интерпретации голографических интерферограмм.

3.3. Объяснить принципы цифровая оптической голографии. Сформулировать требования к разрешающей способности матричных фотоприемников для цифровой голографии. Определить схемы записи цифровых Фурье-голограмм и численные методы восстановления комплексной амплитуды объектного поля.

3.4. Цифровая голографическая фазовая микроскопия биологических объектов.

4. Когерентно оптические методы в офтальмологии.

4.1. Субъективный спекл-эффект в зрительной системе.

4.2. Лазерная интерференционная ретинометрия.

4.3. Определение оптических параметров глаза созданием на сетчатке динамических спекл-картин.

5. Оптическая поляризационная диагностика живых систем

5.1. Основные поляризационные характеристики лазерного излучения, рассеянного пространственно-неоднородными средами. Степень поляризации рассеянного излучения как параметр визуализации.

5.2. Особенности процесса деполяризации зондирующего лазерного излучения при распространении в пространственно-неоднородном слое.

5.3. Сравнение эффективности метода визуализации макронеоднородностей в рассеивающей среде с другими методами, используемыми в биомедицинской диагностике.


Контрольные вопросы и задания для проведения nромежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины
(перечень экзаменационных вопросов):

1. Основное уравнение интерференции оптических волн.
   
2. Зависимость видности полос и коэффициента модуляции интерференционного сигнала от степени когерентности.
   
3. Пространственная когерентность. Радиус пространственной когерентности. Теорема Ван-Циттерта-Цернике.
   
4. Проявление ограниченной пространственной когерентности в оптических системах. Интерференционный опыт Юнга.
   
5. Временная когерентность света. Функция временной когерентности. Теорема Винера-Хинчина.
   
6. Проявление временной когерентности в интерферометрии. Принципы Фурье-спектроскопии.
   
7. Проявление когерентности в оптических системах формирования изображения. Когерентные, частично когерентные и некогерентные системы микроскопии.
   
8. Спекл-эффект в лазерном и частично когерентном свете. Субъективные и объективные спеклы.
   
9. Методы лазерной интерферометрии для определения формы объектов, перемещений, скорости, вибраций, деформаций.
   
10. Интерферометр Майкельсона. Измерение микросмещений объекта с помощью интерферометра Майкельсона.
    
11. Лазерные методы измерения скорости измерения потока частиц (лазерная анемометрия).
    
12. Интерференционная микроскопия в частично когерентном свете. Интерференционный микроскоп Линника.
    
13. Полнопольная оптическая когерентная томография.
    
14. Темнопольная микроскопия. Фазовоконтрастный микроскоп Цернике.
    
15. Принципы оптической когерентной томографии.
    
16. Оптическая когерентная томография во временной области.
    
17. Спектральный метод оптической когерентной томографии.
    
18. Схемные решения для оптической когерентной томографии и области ее применения.
    
19. Основное уравнение голографии. Типы оптических голограмм.
    
20. Голограммы Френеля. Голограммы Фурье. Голограммы сфокусированных изображений. Объемные отражательные голограммы Денисюка.
    
21. Голографические схемы. Восстановление мнимого и действительного голографических изображений.
    
22. Техника и методика голографического эксперимента. Источники света и регистрирующие среды для голографии.
    
23. Голографическая интерферометрия. Методы голографической интерферометрии реального времени, двух экспозиций, с усреднением во времени, стробоскопический.
    
24. Цифровая оптическая голография.
    
25. Цифровая голографическая фазовая микроскопия биологических объектов.
    
26. Цифровая голографическая интерферометрия биологических объектов.
    
27. Острота зрения при некогерентном и когерентном освещении. Субъективный спекл-эффект в зрительной системе.
    
28. Лазерная интерференционная ретинометрия.
    
29. Определение оптических параметров глаза созданием на сетчатке динамических спекл-картин. Спеклоскоп.
    
30. Основные поляризационные характеристики лазерного излучения, рассеянного пространственно-неоднородными средами.
    
31. Особенности процесса деполяризации зондирующего лазерного излучения при распространении в пространственно-неоднородном слое.
    

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Когерентно-оптические методы в физике живых систем »


а) основная литература:

1. Тучин В.В. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. М.: Физматлит. 2010. 488 с.
   
2. Когерентно-оптические методы в измерительной технике и биофотонике. /ссылка скрыта, В.В. Лычагов, А.Л. Кальянов, ссылка скрыта, ссылка скрыта, Б.Б. Горбатенко, ссылка скрыта. Под ред. проф.: Рябухо В.П. и Тучина В.В. – Изд-во Саттелит, 2009. 127 с. ISBN: 978-5-904395-06-3.
   
3. Лычагов В.В. Рябухо В.П. Учебное пособие Низкокогерентная интерференционная микроскопия и томография. Краткий курс лекций. Саратовский государственный университет. Электронная библиотека кафедры оптики и биофотоники. 2010 27 c.
   

б) дополнительная литература:

1. В. В. Лычагов, А. Л. Кальянов, В. П. Рябухо. Низкокогерентная микроинтерферометрия внутренней структуры кристаллизовавшейся плазмы крови. Оптика и спектроскопия, 2009, том 107, № 6, с. 909–916.
   
2. Лычагов В.В., Рябухо В.П., Кальянов А.Л., Смирнов И.В. Низкокогерентная интерферометрия слоистых структур в полихроматическом свете с цифровой записью и обработкой интерферограмм. Компьютерная Оптика. 2010. Т.34. В.4. С. 23-36.
   
3. А.Л. Кальянов, В.В Лычагов, Л.И. Малинова, А.А. Пайзиев, В.П. Рябухо. Низкокогерентная полнопольная интерферометрия объемной структуры кристаллизовавшейся капли солевого раствора белка. Компьютерная Оптика. 2010. Т.34. В.1. С.90-100.
   
4. Гуров И.П. Оптическая когерентная томография: принципы, проблемы и перспективы. /В кн.: Проблемы когерентной и нелинейной оптики. /Под ред. И.П. Гурова и С.А.Козлова. СПб :СПбГУ ИТМО, 2004. С. 6-30.
   
5. Балтийский С.А., Гуров И.П., Де Никола С., Коппола Д., Ферраро П. Современные методы цифровой голографии.  В кн.: Проблемы когерентной и нелинейной оптики /Под ред. И.П. Гурова и С.А. Козлова. - СПб: СПбГУ ИТМО. 2004. C. 91-117.
   
6. И.П. Гуров Компьютерная фотоника: принципы, проблемы и перспективы. //Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2005. Вып. 21. С. 5-20. ссылка скрыта
   

в) Интернет-ресурсы

1. Л.И. Голубенцева, В.П. Рябухо, О.А. Перепелицына. СПЕЦИАЛЬНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ: ОПТИЧЕСКАЯ ГОЛОГРАФИЯ. Под редакцией проф. В.П.Рябухо. Учебно-методическое руководство по выполнению лабораторных работ специального оптического практикума. Саратовский государственный университет. 2009 116 с. ссылка скрыта
   
2. Л.И. Голубенцева, В.П. Рябухо, О.А. Перепелицына. СПЕЦИАЛЬНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ: ГОЛОГРАФИЧЕСКАЯ И СПЕКЛ–ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ. Под редакцией проф. В.П.Рябухо. Учебно-методическое руководство по выполнению лабораторных работ специального оптического практикума. Саратовский государственный университет 2009. 64 с. ссылка скрыта
   
3. А.Л.Кальянов, В.В.Лычагов, Д.В. Лякин, О.А. Перепелицына, В.П. Рябухо. ОПТИЧЕСКАЯ НИЗКОКОГЕРЕНТНАЯ ИНТЕРФЕРОМЕТРИЯ И ТОМОГРАФИЯ. Специальный оптический практикум. Учебное пособие. под ред. проф. В.П. Рябухо. Саратовский государственный университет. Кафедра оптики и биофотоники. 2009. - 85 с. ссылка скрыта
   

Пособие включает теорию и методические руководства к 4 лабораторным работам специального оптического практикума:

4. Б.Б. Горбатенко, Л.А. Максимова, О.А. Перепелицына, В.П. Рябухо ЦИФРОВАЯ ОПТИЧЕСКАЯ ГОЛОГРАФИЯ. Учебное пособие под редакцией профессора В.П. Рябухо. Саратовский государственный университет. Кафедра оптики и биофотоники. 2009. - 85 с. ссылка скрыта
   
5. Когерентно-оптические методы в измерительной технике и биофотонике. /ссылка скрыта, В.В. Лычагов, А.Л. Кальянов, ссылка скрыта, ссылка скрыта, Б.Б. Горбатенко, ссылка скрыта. Под ред. проф.: Рябухо В.П. и Тучина В.В.. – Изд-во Саттелит, 2009. 127 с. ISBN: 978-5-904395-06-3. ссылка скрыта
   
6. В.П. Рябухо СБОРНИК ЗАДАЧ ПО ОБЩЕМУ КУРСУ ФИЗИКИ. ВОЛНОВАЯ ОПТИКА. Учебное пособие. Саратов СГУ. 2010 61 c. ссылка скрыта
   
7. Лычагов В.В. Рябухо В.П. Учебное пособие Низкокогерентная интерференционная микроскопия и томография. Краткий курс лекций. Саратовский государственный университет. Электронная библиотека кафедры оптики и биофотоники. 2010 27 c. ссылка скрыта
   
8. И.П. Гуров Компьютерная фотоника: принципы, проблемы и перспективы. //Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2005. Вып. 21. С. 5-20. ссылка скрыта
   

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины
«Когерентно-оптические методы в физике живых систем »


8.1. Лекционное материально-техническое обеспечение:

Кодоскоп для демонстраций оптического эксперимента, компьютер, мультимедийный проектор, видеокамера и ПЗС-камера.


Лабораторные работы оптического практикума

1. Принципы низкокогерентной интерферометрии и томографии.
   
2. Принципы Фурье-спектроскопии.
   
3. Интерференционный микроскоп.
   
4. Сканирующий интерференционный микроскоп – принципы полнопольной когерентной томографии биологических тканей.
   
5. Цифровой голографический фазовый микроскоп.
   

Специальный оптический практикум: Голография и голографические измерения:

Лабораторная работа № 1. Голограммы Фурье.

Лабораторная работа № 2. Измерение малых углов наклона методом спекл-фотографии в фурье-плоскости.

Лабораторная работа № 3. Измерение малых поперечных смещений методом спекл-фотографии сфокусированного изображения.

Лабораторная работа № 4. Исследование деформаций методом голографической интерферометрии.

Лабораторная работа № 5. Цифровая голографическая интерферометрия фазовых объектов.


Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и Примерной ООП ВПО по направлению 011200 Физика и профилю подготовки Биофизика.


Автор:

п

рофессор кафедры оптики и биофотоники,

д.ф.-м.н., профессор В.П. Рябухо


Программа одобрена на заседании кафедры оптики и биофотоники

от 14 января 2011 года, протокол № 1/11.


Подписи:


Зав. кафедрой В.В. Тучин


Декан физического факультета

(факультет, где разработана программа) В.М. Аникин


Декан физического факультета

(факультет, где реализуется программа) В.М. Аникин