Ótica Computacional

Imagem d@ Elsa Susana dos Reis da Fonseca [Ficheiro Local]
Elsa Susana dos Reis da Fonseca
Código:
17555
Ano:
1
Semestre:
S1
Créditos ECTS:
6
Carga Horária:
TP(60H)
Área Científica:
Física
Objectivos de Aprendizagem:
Esta unidade curricular tem como objetivo principal divulgar os princípios da Ótica Computacional e as suas aplicações, bem como os conceitos básicos de ótica física e ótica geométrica que permitem a sua compreensão. No final desta unidade curricular, o aluno deverá ser capaz de compreender os fundamentos físicos, matemáticos e as técnicas computacionais aplicadas à análise e processamento de diferentes modalidades de imagem. O aluno deverá ser capaz de realizar montagens óticas e optoelectrónicas, baseadas sobretudo em holografia digital, com vista à análise de amostras biológicas e à analise não destrutiva de superfícies. O aluno deverá ainda ser capaz de utilizar técnicas de processamento de imagem na reconstrução da fase ótica de diferentes tipos de amostras.
Conteúdos programáticos:
TEÓRICO-PRÁTICAS

1 FUNDAMENTOS MATEMÁTICOS
1.1 - Análise de Fourier
1.2 - Princípios de Análise e Processamento de Imagem
1.3 - Métodos Estocásticos aplicados ao Processamento de Imagem
1.4 - Métodos de compressão de imagem

2 EQUIPAMENTO ÓPTO-ELETRÓNICO
2.1 - Normas de segurança no laboratório
2.2 - Componentes óticos e fibras óticas
2.3 - LASERs, LEDs e detetores
2.4 - Sistemas de aquisição de dados

3 TÓPICOS DE ÓTICA
3.1 - Ótica matricial
3.2 - Radiometria
3.3 - Ótica de Fourier Computacional: difração e métodos numéricos de propagação da luz
3.4 - Polarização e Coerência
3.5 - Programação em Python/MATLAB aplicada à Ótica Computacional

4 SISTEMAS DE ÓTICA COMPUTACIONAL
4.1 - Introdução à Holografia Digital
4.2 - Métodos de Reconstrução da amplitude e da fase do campo ótico
4.3 - Equação de Transporte de Intensidade
4.4 - Função plenótica: câmeras lightfield, nuvens de pontos
4.5 - Técnicas de super-resolução
Bibliografia principal:
1. COMPUTATIONAL FOURIER OPTICS: A MATLAB tutorial, David Voeltz, 1ª Ed. SPIE Press, 2011
2. A LABORATORY MANUAL IN BIOPHOTONICS, Vadim Backman et al, CRC Press, 2018
3. TISSUE OPTICS, Valery Tuchin, 3rd Ed., SPIE Press, 2015
4. DIGITAL HOLOGRAPHIC MICROSCOPY: Principles, Techniques, and Applications, Myung K. Kim, Springer, 2011
5. Óptica e Fotónica, Mário Ferreira, Lidel edições técnicas Lda. (2003)
6. Introduction to Fourier optics. Goodman, J. W.. Roberts and Company publishers (2005).
Artigos científicos relativos à matéria publicados em revistas científicas da especialidade.
Língua:
Português