ПРОГРАМА НА КУРСA
"ФУРИЕ ОПТИКА И ПРИЛОЖЕНИЯ"

Целта на курса е да запознае студентите с основите на оптичните методи на обработка и съхранение на информация а също така и с базови идеи от общата теория на информацията и обработката на сигнали.

• основи на теория на информацията и фурие анализа,
• оптични системи изпълняващи ролята на двумерни Фурие оптични процесори,
• оптическа обработка и построяване на изображения. Приложения в медицината и биологията.

1. Информационни системи. Информация и измерване. Развитие на оптичните методи за обработка и предаване на информация. (Л. 3 ч.)
2. Елементи на Фурие анализа: ортонормирани системи, обобщен ред на Фурие. Затворени и пълни системи. Основни теореми. (Л. 3 ч.)
3. Двумерно Фурие преобразуване (ФП) - дефиниция, основни теореми. ФП на функции с разделящи се променливи. Фурие образи на често използвани едномерни и двумерни функции.Обобщени функции - определение и свойства на δ-функция (едномерна, двумерна). ФП на δ-функция и на редица от δ-функции. (Л. 3 ч., У. 3 ч.)
4. Системи с ограничен спектър. Теорема на дискретизирането. (Л. 2 ч.)
5. Конволюция - същност, свойства, теорема за конволюцията. Крос-корелация и автокорелация. Теорема за автокорелацията. (Л. 3 ч., У. 1 ч.)
6. Линейни системи. Каскадни системи. Интеграл на суперпозицията - импулсен отклик. Инвариантни линейни системи. Предавателна функция). Честотна характеристика на каскадни системи (Л. 3 ч.)
7. Скаларна теория на дифракцията при линейните пространствено инвариантни системи. Понятие за ъглов спектър и физическия му смисъл. Представяне на пространсвеното разпространението на вълните като честотна филтрация. (Л. 3 ч., У. 1 ч.)
8. Интегрални преобразования в оптиката. Оптическо преобразувание на Хилберт и Фурие (Л. 3 ч., У. 2 ч.)
9. Лещите като елементи, осъществяващи двумерно Фурие преобразуване. Предавателна функция на тънка леща. Фурие преобразуване от тънка леща: а) предмет непосредствено пред лещата; б) предмет разположен пред лещата на разстояние d₀ (Л. 3 ч., У. 2 ч.)
10. Честотен анализ на оптични системи формиращи изображение. Дифракционни ефекти. Предавателна функция на дифракционно-ограничена система при кохерентно осветяване. Формули за импулсни реакции на дифракционно-ограничени системи. (Л. 3 ч.)
11. Предавателна функция на дифракционно-ограничена система при некохерентно осветяване. Сравнение на оптичните изображения за кохерентно и некохеретно осветяване. (Л. 3 ч.)
12. Принцип на холографския запис и четене. Особености на записа и възстановяване на изображение. Обемни холограми. Фурие холограми. (Л. 3 ч., У. 1 ч.)
13. Холографски запис на цифрова информация, xолографски памети. Предимства на Фурие холограмите, използвани при холографските памети.. Среди за запис. Двумерни и тримерни памети. (Л. 3 ч., У. 1 ч.)
14. Разпознаване на образи и знаци. Оптични корелатори. Съгласуван филтър. Импулсна реакция на филтъра. (Л. 2 ч., У. 2 ч.)
15. Обработка и анализ на изображения. Подобряване, възстановяване и апроксимация на изображения. Метод на обратната филтрация при възстановяване. Подобряване на контраста, метод на фазовия контраст. Кодиране и декодиране на изображения. (Л. 2 ч.)
16. Формиране и възтановяване на изображения в биологията и медицината.Компютърна томография (Л. 3 ч., У. 2 ч.)

Форма на контрол: Изпит

Студентът развива писмено и след това представя усно две теми от общо 16, които излегля по случаен начин. Темите се групирани по двойки :едната свързана с общата теория на информацията и основите на фурие оптиката а другата с по конкретна приложна насоченост обхващаща оптична обработка и съхранение на информация, както и построяване на изображения.

След представяне на темите на студента се задава от 1 до 2 допълнителни въпроса, които може да са извън развитите теми.

Оценката се формира на базата на представеното от студента овладяване на материала, както по двете теми така и на допълнителните въпроси в съотношение 40%/40%/20%.

• Отличен 6 - Познаване на : основни физични идеи, формализъм и методология за анализ, фактология по темата.
• Много добър 5 - Познаване на: основни физични идеи и фактологичен материал с малки пропуски в познаването на формализма и методологията за анализ.
• Добър 4 - Познаване на: основни физични идеи, Пропуски във владеене на формализма и методология за анализ или фактологичния материал.
• Среден 3 - Познаване на: основни физични идеи, и частично владеене на фактологичния материал.

ЛИТЕРАТУРА

1. Information Theory Applied to Space-time Physics, Henning F. Harmuth / World Scientific Publishing / January 1993
2. Методы и техники обработки сигналов при физических измерениях, т. 1 и т 2, Ж. Макс, Москва, "Мир", 1983 г.
3. Principles of Advanced mathematical physics. Robert Richmyer, (Russ:Принципьi Современной математической физики, Р. Рихтмайер, Мир,1982.
4. Fourier optics: Introduction, E.G. Steward, Ellis Horwood Series in Applied Physics 1989
5. Введение в Фурие оптику, Дж. Гудмен, Москва, "Мир", 1970 г.
6. Application of Optical Fourier Ttransformation, editor Stark H.,1982, (Russ. Применение методов Фурье-оптики, Москва, Радио и связь 1988)
7. Гильберт Оптика, Л.М. Сороко, Москва, 1993.
8. Optical Data Processing: Applications , D. Casasent, : Springer-Verlag New York,1978.
9. Оптическая голография, Р. Колиер и др., Москва, "Мир", 1973 г.
10. Лазерите в модерните технологии, Ст. Динев, София, "Алфа", 1993 г.

Съставил: доц. д-р Иван Бъчваров

03.05.2004 г.