§6 波动光学应用举例.ppt

轮廓突出前 轮廓突出后 光学去污 ? ? ? ? ? ? ? 带污点的网格 纯净网格 ? ? ? ? ? ? ? 污点 用纯净网格谱的正片滤波 纯净网格的频谱 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 用纯净网格谱的负片滤波 可得到纯净网格 可得到污点 光学去污主要用于工业制版(大规模集成电路） ——检查模版上的污点（噪声）或复制模版 光学特征识别是把已知物的付氏谱和待测物 的付氏谱进行比较 从而找出待测目标 特征识别系统可以做到： 从卫星照片中检测军事目标 从文件中检测某个字 从细胞中检测癌细胞 进行航空测量 光学特征识别 光学侦破（指纹识别） 例如指纹识别： x 平面波 指纹 指纹 平面波 x 带有指纹信息的衍射波 带有指纹信息的会聚波 反过来 L1 P2 L2 ? 亮点 若 x* = x 或x*与 x 相关 x 平面波 P1 参照指纹 x* 频谱面 待查指纹 * §6 波动光学应用举例 一.相控阵列雷达 二.全息术 三.光信息处理 四.非线性光学 一.相控阵雷达 1.光线斜入射时的 光栅方程 λ d sin? 光栅 观察屏 L o p f ? i d sin i m确定时 调节I 则? 相应改变 可以获得更高级次的条纹（分辨率高） 改变?? 即可改变 0 级衍射光的方向 相邻入射光的相位差 令 m = 0 则 例如 2. 相控阵雷达 微波源 移 相 器 辐射单元 d ? n ? 靶目标 一维阵列的相控阵雷达 (1)扫描方式 相位控制扫描 频率控制扫描 (2)回波接收 通过同样的天线阵列接收 无机械惯性 可高速扫描 一次全程扫描仅需几微秒 由计算机控制可形成多种波束 能同时有哪些信誉好的足球投注网站、跟踪多个目标 不转动 天线孔径可做得很大 辐射功率强、作用距离远、分辨率高… 3.相控阵雷达的优点 如地形测绘、 气象监测、 导航、 测速（反射波的多普勒频移）? 相控阵雷达除军事应用外，还可民用： 设在澳大利亚Sydney大学的一维射电望远镜阵列 （N=32，?=21cm，a = 2m，阵列长213m） 阵列宽31m，有1792个辐射单元。 能探测到5500公里范围内的10m2大小的物体。 用于有哪些信誉好的足球投注网站洲际导弹和跟踪人造卫星。 设在美国鳕角（Cape cod）的相控阵雷达照片 二.全息照相 D.Gabor 1948年提出 激光出现后很快发展 1971年获诺贝尔物理学奖 1.特点 普通照相 全息照相 记录内容 振幅频率 振幅频率相位(全部信息) 理论 几何光学 波动光学(相干光源) 再现图像 平面 立体 演示全息照像 2. 拍摄 激光器 物光 参考光 底片 参考光在底片上各点振幅相同 相位也相同 物光则不同 产生环状干涉条纹 干涉极大处为暗环 制成正片后为亮环 全息照片为无数套环状条纹的叠加 r0 r0+2? r0+3? 分析一个点的物光 r0+? 激光器 物光 参考光 底片 0级 1级 -1级 3.再现 用原波长的参考光照射 0级 1级 -1级 大于一级的光强很弱 可不考虑 衍射光在原来的物点产生相长干涉得到原物的实像 左方得到虚像 双光束干涉--正弦光栅 再现立体图像 再现立体图像 再现立体图像 白光全息 信息编码和译码 全息电影 无损检测 激光器 物光 参考光 底片 4.应用 如一张玻璃片 信息贮存 106 - 109 bit/ mm2 三.光信息处理 信息光学也称为变换光学或付里叶光学 基本概念起源于上世纪后期，20世纪60年 代激光问世后 迅速发展为一门新的学科 空域付里叶变换（付里叶光学基础）： 把一个空间周期的函数用一系列正弦基元展开 时域付里叶变换：把一个时间周期函数用一系列正弦基元展开 如一波列可分解为无穷单一频率的平面波 1.基本物理量 与时域付里叶变换对比 如波动： 时域 空域 空间周期 时间周期 时间频率 空间频率 时间角频率 空间角频率 物面 空间频谱分析系统 空间