34061 Optiske målemetoder og signal analyse

2024/2025

Kursusinformation
Optical measurement methods and signal analysis
Engelsk
5
Kandidat
Kurset udbydes som enkeltfag
Retningsspecifikt kursus (MSc), Earth and Space Physics Engineering
Retningsspecifikt kursus (MSc), Engineering Light
Teknologisk specialisering (MSc), Engineering Light
F5B (ons 13-17)
Campus Lyngby
Foredrag, opgaver og øvelser i signal behandling
13-uger
F5B
Mundtlig eksamen og bedømmelse af rapport(er)
Godkendte rapporter dækker 40% og den mundtlige eksamen dækker 60% af den samlede vurdering
7-trins skala , ekstern censur
22052
(34020/34021).­(30160/(2205022051))
Michael Linde Jakobsen , Risø Campus, Bygning 128, Tlf. (+45) 4677 4556 , mlja@dtu.dk
34 Institut for Elektroteknologi og Fotonik
I studieplanlæggeren
Dette kursus giver den studerende en mulighed for at lave eller forberede et projekt som kan deltage i DTUs studenterkonference om bæredygtighed, klimateknologi og miljø (GRØN DYST). Se mere på http://www.groendyst.dtu.dk
Overordnede kursusmål
Dette kursus underviser studerende i anvendt signal- og billedbehandling indenfor følgende områder: Interferometrisk bølgeoptik, Fourier optik og statistisk optik og kohærens. Kurset dækker spredning af lys fra partikler og flader, Doppler-baseret interferometri, Fourier optik, optisk processing og korrelationsoptik. Studenterne vil få et overblik over forskellige anvendelser af disse teknologier. Studenterne vil øve anvendt signal og billedbehandlings teknikker til eksperimentelle data fra forskellige relevante optiske målesystemer.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • Beregne udbredelse af Gaussiske stråler og Gaussiske felter i gennem vilkårlige paraxiale optiske systemer.
  • Beregn Doppler skift, analyser Doppler baserede interferometriske systemer og give eksempler på interferometriske måle teknologier.
  • Anvend spektral analyse metoder på interferometriske signaler og billeder til at bestemme frekvens, fase, amplitude og støj information.
  • Anvend faseplot og faseforskudte måleteknikker til interferometriske data
  • Beskrive Huygens-Fresnel’s diffraktionsteorem og dens tilnærmelser.
  • Beregn Fresnel og Fraunhofer diffraktion til forskellige optiske systemer.
  • Beregn frekvens karakteristikker (MTF) for både kohærente og inkohærente afbildningssystemer.
  • Anvend rumlig filtreringsteknikker til numerisk og optiske databehandling.
  • Diskuter emnet statistisk optik og kohærens
  • Beregn dynamik af specklebilleder for forskellige optiske målemetoder.
  • Anvend korrelationsfunktioner til bestemmelse af dynamik i billeder af speckle-mønstre eller anden tilfældig struktur
  • Give et overblik over anvendelser af optiske målemetoder til bestemmelse af hastighed, rotation, vibration mm.
Kursusindhold
De følgende koncepter og fænomener, samt nogle af deres vigtigste anvendelser vil blive beskrevet: Gaussiske felter, komplex strålematricer, Doppler skift og Doppler baserede optiske målesystemer såsom Doppler LIDAR, laser og phase Doppler velocimetry, Huygens-Fresnel diffraktionsteoremet, Fresnel’s og Fraunhofer’s tilnærmelser, Fourier optik, frequens analyse af kohærente og inkohærente afbildningssystemer, statistisk optik, korrelationsoptik såsom Particle Image Velocimetry (PIV), speckle velocimetry og optiske billedbehandlings metoder. Øvelser vil inkludere spektralanalyser af interferometriske signaler og billeder, korrelationsanalyser af speckle dynamik, Fourier optik og rumlig filtrering.
Litteraturhenvisninger
J.W. Goodman, Introduction to Fourier Optics, Roberts & Company (2005)
Udvalgte artikler
Sidst opdateret
02. maj, 2024