4f系统三位变换特性.pdfVIP

第21卷第2期 Vo1．21 No．2 1989年6月 Jtlt1． I989 4F富里叶变换透镜系统的三维变换特性 刘志刚 叶梓丰 王家骅 (动力工程系 ) 摘 要 0 本文从理论和实验上应用4F富里叶变换透镜系统，把三维暂场转换为三堆象场 象的空间 位置和光场振幅的变化与透 镜系统的焦距以及物体距 焦平面的位置有关。根据4F系统的三维变换 南 特性 ，本 文还讨论 丁该系统对三维粒子场垒息记录、再现的影响。 京 № 一 关键词： 富里叶变换，透镜，4F透镜系统，三维场，垒息 航 空 一 、 前 言 学 ～， 4F 富里叶变换透镜系统在空问滤波和光学信息处理中，被广泛用于处理 二 维 透 光 物 院 _兰一体u 。但在实际应用 中，4F系统也被用于三维场的研究． 例如三维粒子场全息记录 。 学 一 目前 ，4F系统在三维物场应用基础均借助于对二维物场的研究理论 ，记录平面和象平面放在 报 系统的前后焦平面上 。 仅处理象平面的粒子， 认为前焦平面 以内的粒子在记 录 平 面 上 将是模糊不清的 这不仅 限制了4F透镜系统的应用，也给测量带来 了误差 本文把 4F系统 的二维变换理论应用至三维物场，定量地确定了三维物场和三维象场的关系，扩大 了4F变 换透镜系统的转换功能。 二、三维物场在4F系统中的变换 以三维粒子场为研究对象。设粒子 和 曰位于 4F系统前焦平面的前后，距前焦平面的 距离分别是 Az、 4F透镜系统和粒子之间的关系如图 l所示。 ? ／ ： l， I I县 赫 P ¨ 图1 4F透镜系统的兰维变换示意图 率支于 1988年 1月 23日收到 豪 航 空 学 院 学 报 第21卷 设记录照明光为平行光，光场振幅为 1。粒子为透光的薄圆盘 (‘、 )、8(￡、 ) 目)=f{1 ~／+矿 ≤。 、 (1) t0 ~／‘-I- Ⅱ 。为粒子的半径．透过粒子的物光波分布 “0(、 )=exp[jk2a]· 、 ) (2) 1． 粒子物光场在系统后焦平面的分布 当粒子从 、 )平面衍射到第一个透镜 ( )平面，它的物光场分布为 一 、 击』』0“()exf告[(叫)z 如 (3) 经4，系统变换，在系统后焦平面 (