课程概览
本课题是一门融合理论推导与前沿应用的交叉学科课程。从麦克斯韦方程组的推导出发，你将系统学习电磁波的传播特性，并用 MATLAB / Python 实现计算机制作全息图。通过代码仿真光场传播、复现三维全息算法（点云 / 切片法），理解真全息成像与现有 AR / VR / 3D 电影显示设备的光学原理区别，以及阻碍真全息成像推广的技术难点。适合未来攻读光电和物理专业的学生。
学习目标
- 推导麦克斯韦方程组，理解光的波属性
- 学习全息成像原理及其与 VR / AR / MR 的区别
- 学习傅里叶变换，了解计算机制作全息图算法
- 使用 MATLAB 或 Python 计算全息图
- 提升学术英语写作能力
- 构建文书主体段落
逐课课程纲要
01向量微积分
补充电磁学相关的向量微积分知识：线积分、面积分、体积分。
02电磁学基础
使用向量微积分描述高斯定律、法拉第定律和安培定律。
03麦克斯韦方程组
推导麦克斯韦方程组，并对真空环境求解。
04惠更斯—菲涅耳原理
由麦克斯韦方程组推导惠更斯—菲涅耳原理，解释衍射现象。
05傅里叶变换
基于弗朗霍夫和菲涅耳近似，平面光的传播为傅里叶变换。
06MATLAB / Python 仿真
使用 MATLAB / Python 仿真平面光的传播。
07空间光调制器
了解全息成像的光学实现方法与现有 SLM 的材料限制。
08计算机制作全息图算法
学习现有的计算机制作全息图算法，并用代码复现。
09三维成像全息图算法
了解三维成像的全息图计算方法，包括点阵云、切片法等。
10分析总结
总结实验结果，撰写英文学术实验报告，后续用于文书主体段落。
研究方法与成果表达
- 理论推导：从向量微积分到电磁波与衍射。
- 计算仿真：使用 MATLAB / Python 复现光传播和全息算法。
- 研究表达：分析结果，完成英文学术报告，整理文书素材。
相关学生经历
以下学生案例的原始材料记录了与本课题相关的研究经历。
