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[理学]傅里叶光学3章.pdf

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[理学]傅里叶光学3章

第第 33 章章 傅里叶光学基础 1 本本 章章 内内容容 33.11 光波的标量衍射理论光波的标量衍射理论 1.1 光波的特性光波的特性 3.2 衍射问题的频率域分析 11.22 光波在介质界面上的反射和折射光波在介质界面上的反射和折射 3.3 基尔霍夫衍射公式的近似 33.44 透镜的变换特性透镜的变换特性 11.33 光波在金属表面上的反射和折射光波在金属表面上的反射和折射 3.5 光学成像系统的空间变换特性 3.6 光学成像系统的频率特性及其传递函数 3.73.7 实际光学系统的传递函数实际光学系统的传递函数 3.8 相干成像和非相干成像的比较 2 本章要求本章要求 • ((一))标量衍射理论标量衍射理论 – 基尔霍夫积分定理和衍射公式;基尔霍夫衍射积分的近似;衍射问 题的频率域分析;衍射问题的系统分析;夫琅和费衍射和非涅耳衍 射实例。 • 基本要求 – (1)(1)了解基尔霍夫积分定理和衍射公式和基尔霍夫衍射积分的近似了解基尔霍夫积分定理和衍射公式和基尔霍夫衍射积分的近似; – (2) 熟练掌握衍射问题的频率域分析和衍射问题的系统分析方法; – ((3)) 了解夫琅和费衍射和非涅耳衍射实例。 • 重点、难点 – 重点:衍射问题的频率域分析和衍射问题的系统分析方法 – 难点:衍射问题的频率域分析和衍射问题的系统分析方法 3 第三章第三章 傅里叶光学基础傅里叶光学基础 衍射理论是波动光学的基本理论之衍射理论是波动光学的基本理论之一,也是傅里叶光学的基础也是傅里叶光学的基础。 本章首先采用空间域和频率域两种分析方法讨论标量衍射问题, 导出衍射公式导出衍射公式,然后在讨论薄透镜变换特性的基础上然后在讨论薄透镜变换特性的基础上,分析光学分析光学 系统脉冲响应(点扩散函数)和传递函数。 4 33.11 光波的标量衍射理论光波的标量衍射理论 3.1.1 光衍射的数理基础 3.1.2 基尔霍夫衍射公式基尔霍夫衍射公式 3.1.3 瑞利-索末菲衍射公式 3.1.4 非单色光的衍射非单色光的衍射 5 33.11 光波的标量衍射理论光波的标量衍射理论 33..11..11 光衍射的数理基础光衍射的数理基础 1.衍射概述 索末菲把“不能用反射或折射来解释的、光线对直线光路的任何偏 离”定义为衍射。 光的衍射现象:光波在空间传播遇到障碍时,其传播方向会偏离直 线传播线传播,弯入到障碍物的几何阴影中弯入到障碍物的几何阴影中,并呈现光强的不均匀分布的并呈现光强的不均匀分布的 现象(光波场中能量的重新分布,产生明暗相间的衍射条纹)。 6 33.11 光波的标量衍射理论光波的标量衍射理论 按照光源及被观察点在空间的相对位置来划分,光的衍射现象可以 分为两类: 1) 夫琅和费衍射 当光源及被观察点在无限远或者相当于无限远处时,所产生的一类 衍射现象衍射现象,叫做夫琅和费衍射叫做夫琅和费衍射 ((远场衍射远场衍射))。特点特点:所用光波是理所用光波是理 想的、均匀的平行平面光波,其

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