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信息光学复习 第一部分：基本概念 二维傅里叶变换 线性系统 线性不变系统 抽样定理 平面波的空间频率 菲涅耳衍射的三种表示 菲涅耳衍射等效于线性空不变系统 系统的脉冲响应是: 夫琅禾费衍射 透镜的位相变换作用 透镜的傅里叶变换性质 衍射受限系统—— 线性空不变的成像系统 衍射受限的成像系统 OTF的一般性质 全息的基本的思路 物光: O, 参考光: R; 二者干涉后形成干涉条纹的光强度 I ： I∝ (O+R)?(O*+R*) 将二波干涉图样记录下来就成为全息图。 全息图的复振幅透过率: t ∝(O+R)?(O*+R*). 展开后有4项, 我们关注其中的2项： R*O和RO*. 全息图的分类 按记录介质的厚度分类: 薄（平面型）全息图厚（体积型）全息图 按透射率函数的性质分类: 振幅型 位相型 混合型 按记录和再现的光路配置分类： 透射型 反射型 按再现照明条件分类： 激光再现 白光再现 按记录介质相对物体的位置分类： 菲涅耳全息图（记录介质相对物体的距离满足菲涅耳近似，得到的全息图） 像面全息图 夫琅和费全息图 傅里叶变换全息图（利用透镜的傅里叶变换性质，产生物体的频谱，并引入参考波与之干涉，得到的全息图） 相干光学信息处理 空间滤波：在频谱面放置滤波器，改变物的空间频谱结构,进而改变像的分布 滤波器的分类和应用举例 简单的振幅滤波器 复杂的滤波器 第二部分：基本技能 简单和复合孔径的数学描述 矩孔、圆孔、单缝、位相板等；它们的中心位置、缩放比例及其它参数 简单和复合孔径的数学描述 多孔、多缝、线光栅、余弦光栅等；它们的各种参数 脉冲函数的运算 乘积性质： 卷积和相关的运算 常用基本函数的傅里叶变换和逆变换 常用基本函数的傅里叶变换和逆变换 利用傅里叶变换的性质和定理求较复杂函数的傅里叶变换和卷积 平面波和球面波复振幅的数学描述 简单孔径和光栅的夫琅和费衍射图样 计算和画图 简单光瞳的相干/光学传递函数及相应的截止频率 全息图的记录与再现 波前记录 全息图的记录与再现 波前再现： 全息学基本方程 第三部分：综合能力 用解析法和图解法处理线性空不变系统的输入输出问题 用解析法和图解法处理衍射受限系统的成像问题 给出物函数（复振幅或光强透射率），会写出其频谱函数； 给出光学系统参数，会写出其相干传递函数或光学传递函数，画出草图，算出相应的截止频率； 计算像（复振幅或强度）的频谱，再反算出相应的空间分布，或用图表示； 相干照明下，由像的复振幅分布再求像强度. 非相干照明下，可由特定空频的余弦分量的MTF值，直接求相应的像条纹的调制度。 全息图的记录与再现 记录： 关键是正确写出物光O和参考光R的复振幅表达式； 二者干涉后形成全息图的复振幅透过率正比于 (O+R)?(O*+R*)。展开后有4项, 我们关注的是其中的2项 ：R*O 和 RO* ； 涉及全息光栅制作，由（R*O + RO*）可获得光栅空频的信息；结合0级项可得到光栅调制度 再现 涉及全息透镜的问题：设再现的照明光为垂直入射的平面波，直接考察R*O 和 RO* ； 涉及全息光栅的衍射问题：结合透镜的傅里叶变换性质 如果涉及变波长使用的问题，即记录时的波数为k0,再现时的波数为k1，要将再现时衍射级的位相函数由exp[jk0(…)]的形式改写成exp[jk1(…)]的形式。 相干光学处理 图像相减的原理与方法 图像识别的原理与方法· 图像消模糊的原理与方法 非相干光学处理 基于几何光学的非相干处理（了解） 基于衍射的非相干处理 白光信息处理 [6-2]在4f系统输入平面放置 的光栅，入射光波长 。为了使频谱面上至少能够获得 级衍射斑， 并且相邻衍射斑间距不小于 ，求透镜的焦距和直径。 解：对于方波，其强度透过率与振幅透过率相同，要使像平面上出现强度的变化，相干系统与非相干系统的截止频率都应大于物函数的基频f1， 物体成等大的实像，其像距为：di=20cm 1）采用相干照明时，系统的截止频率为： 要使像面上出现强度的任何变化，则： 2）采用非相干光照明，系统的截止频率为： 要使像面上出现强度的任何变化，则： 一个正弦型振幅光栅的复振幅透过率为： 放在一个直径为 的圆形会聚透镜（焦距为f ）之前，并且用平面单色波倾斜照射，平面波的传播方向在 平面内，