信息光学1课件.ppt

History of optics History of optics History of optics History of optics History of optics 20世纪光学的 主要特点  1、光学领域的扩展 20世纪光学的 主要特点 3、研究内容的扩展 激光核聚变: 神光II装置 载人航天飞行: 神舟 风云II号气象卫星 2.16m 反射望远镜 微光夜视技术 全息防伪技术 机械领域： 激光加工： 打孔、切割、焊接、表面处理 激光光刻、激光微细加工、X射线光刻 能源领域： 太阳能电池、激光核聚变 —— 空间卫星的能源，地球能源 20世纪光学的 主要特点 光子技术的优越性 全息信息存储 中国的光学(光子学)已经对高科技、国民经济与人民生活产生了影响。可以预期，光学（光子学）在21世纪将会像20世纪的电子学（微电子学）那样大发展。让我们一起为迎接光学（光子学）方面的重大突破而欢呼吧！ --王大珩 课程考核 作业 10％ 考试 90％ （开卷） 参考书： 1.???? 从波动光学到信息光学 ，宋菲君，科学出版社 高级科普读物，适合于光学背景弱或想尽快了解信息光学全貌。可提高学习趣味; 2.???? 近代光学信息处理 ，宋菲君，北京大学出版社 ; 3. J.W.Goodman,Introduction to Fourier Optics,Mcgraw- Hill,New York,1968. A.W.罗曼著 （虞祖良、金国藩）; 4. 光学信息处理，清华大学出版社，1987; 5. [美]杨振寰著（母国光、羊国光、庄松林译） 光学信息处理，南开大学出版社，1986; 6. 麦伟麟著,光学传递函数及其数理基础，国防工业出版社，1979。 信息光学的发展 光学发展经历了几百年 几何光学 波动光学 惠更斯(Chistain Huygens 1629-1695) 菲涅耳(Augustin Jean Fresnel 1788-1827) 夫琅禾费 麦克斯韦 ―――电磁波 爱因斯坦 ―――光量子 已形成了完整的理论体系以及与理论配套试验方法。 信息光学经历40年的发展，已形成较为完整的学科。 信息光学产生于三件大事 (1)1948年全息术诞生，获得全息图； (2)1955年提出“光学传递函数”概念，用于评价光学镜头 质量； (3)1960年激光器诞生，出现了有高度相干性的光源。 构成了信息光学的基础。而透镜的傅里叶变换效应则 构成了信息光学的理论框架。 信息光学研究物体的衍射行为规律，标量衍射理论是本课的理论基础。该理论有其特定的适用范围（空间上）。 包括 菲涅耳衍射 夫琅禾费衍射? 傅里叶光学是一个体系完整的学科。有完整的数学描述， 表达式中各部分有明确的物理意义。 该理论要求接收面离物较远z?. 在近距离（～ ?）上，光与物质相互作用可用矢量衍射理论或电磁场理论处理。例如BPM、FDTD法。在以后的微光学课程中介绍。 在信息光学中，从“空域”“空间坐标系”观念对图像的描述过渡到用“频域”或“频率坐标系”描述。开辟了新天地。由传统的波动光学，在引入傅里叶变换后，形成了新的学科――信息光学（或傅里叶光学）。 ? 光学信息处理特点是 高度并行、大容量、高速。 （1） 透镜的傅里叶变换特性 可视为模拟计算机（与数字计算机类比） （2） 全息记录、读取过程是整页进行 （3） 图像处理、图像识别 ? 本课重点讲授 一、二、三、五、八、九、十章 ? 本课学完后可以对光学现象有一个新认识。 1．???? 衍射场计算； 2．???? 透镜成像本质； 3．???? 显微镜分辨本领，改进方法。新成像技术；共焦、 近场、暗场、相位显微镜… ； 4．?? 图像处理原理, ???? 图像识别； 5．???? 光学传感器（指纹识别）； 6．???? 理解高级光学仪器原理； 遥感技术――――成像光谱仪 工业检测――――细丝测量 军事技术――――相关器 科研仪器――――傅里叶变换光谱仪、光学显微镜 日常生活――