傅里叶光学引言.ppt

傅里叶光学 2009年10月　　王成 　　　第一章　引言 基本内容介绍 傅里叶光学与光学理论 三 课程设置 四 课程特点与要求 五 主要参考书目 一　基本内容介绍 Fourier?Optics 并不是以发明人的名字命名的一个光学分支 使用傅里叶方法分析光学现象，将光学系统视为一个线性系统，采用线性理论和傅里叶变换理论，研究光如何在（光学）系统中的传播行为 这是一个很现代的光学分支，在60年代方得以完整建立 一　基本内容介绍 　　Fourier analysis is a ubiquitous tool that has found application to diverse areas of physics and engineering . 　　Here we deals with its applications in optics, and in particular with applications to　　　　 　　　　　 . diffraction, imaging, transform function 　　　 . 一　基本内容介绍 现代光学 　　高等几何光学 　　　　象差光学理论 　　变换光学 　　　　傅里叶光学、干涉频谱理论 　　量子光学 　　　　激光原理、光谱理论 　　原子光学 　　　　原子俘获 　　分子光学 　　　　发光学、液晶理论 　　　第一章　引言 基本内容介绍 傅里叶光学与光学理论 三 课程设置 四 课程特点与要求 五 主要参考书目 二　傅里叶光学与光学理论 傅里叶光学有明显的电子学工作的痕迹 傅里叶光学使光学更像是一门科学 傅里叶光学是现代光学的理论基础 傅里叶光学是现代科学研究的基本训练 二　傅里叶光学与光学理论 傅里叶光学运用频谱分析方法对广泛的光学现象作了新的诠释 　标量衍射理论 　透镜成像规律 　用频谱分析方法分析光学系统性质 应用领域 　空间滤波 　光学信息处理 　光学系统质量的评价 　全息术 　傅里叶光谱学 二　傅里叶光学与光学理论 傅里叶光学是光学性质的一种表示方法 存在着多种对光学性质的描述方法 　例如透明 　在几何光学中就是说明物质的不同属性，如同导体与绝缘介质 　在电磁理论中，也有一个不太完美的菲涅耳公式讨论光在物质中的传播行为，它的机理是物质与电磁场的相互作用 　量子光学中，物质与光子不发生作用 二　傅里叶光学与光学理论 不同的科学家有着不同的风格，与他们联系在一起的不同的学说也就有不同的风格 有的轻灵飘逸，有的气势磅礴，有的粗犷豪放，有的细致婉约 真是各有千秋，从科学的表述中你可以欣赏到多彩多姿的风格美 二　傅里叶光学与光学理论 傅里叶光学建立的标志性工作 　1935年泽尼克提出相衬原理 　1948年盖伯提出全息理论 　1955年建立光学传递函数概念 　1960年激光器的诞生 一门新的理论总是要完成下列几项任务： 逻辑上自洽，也就是讲，自身要完整 能够解释原有理论的可以解释的那些内容，并且得出相同的结论 能够解释原有理论难以解释甚至无法解释的内容 能够增添新的内容，得到新的结论，开拓新的领域，提出新的观点 二　傅里叶光学与光学理论 傅里叶光学自身理论是完整的 它可以解释几何光学的成像原理 它可以合理完整的解释光的波动学说：干涉和衍射现象 它可以得到传递函数、相衬理论、全息光学等新的现象和新的领域 　　　第一章　引言 基本内容介绍 傅里叶光学与光学理论 三 课程设置 四 课程特点与要求 五 主要参考书目 三 课程设置 三 课程设置 引言 常见函数 　　　　函数，三角形函数，sinc函数，阶跃函数，矩形函数，三角函数，梳状函数，贝塞尔函数，Zernike多项式 傅里叶变换 　　　傅里叶级数，傅里叶变换，特殊函数的傅里叶变换，线性系统与空不变系统，傅里叶变换与Zernike展开 三 课程设置 波动光学理论基础 　　惠更斯-费涅耳原理、基尔霍夫积分 菲涅耳衍射与夫朗和费衍射 　　菲涅耳衍射、夫朗和费衍射、傅里叶变换 光学元件的变换特性 　　棱镜、柱面镜和薄透镜的变换功能、透镜的傅里叶变换特性 三 课程设置 光学信息处理 阿贝原理、信息处理、相衬原理、空间带宽积 全息光学与二元光学 全息光学、全息干涉度量学、二元光学 傅里叶光学的其他应用 光栅、光谱仪、自适应光学、传递函数 费马原理与费曼原理 三 课程设置 傅里叶光学可以有四种逻辑： 函数逻辑，就是定义各种函数，而后讨论这些函数的各种性质，并讨论实现这些函数的具体装置 运算（变换）逻辑，就是确定变换的特性，而后四处去使用这些变换，针对不同的对象（函数）和过