工程光学-第14.1节 平面波的复振幅分布和空间频率.ppt

第十四章傅里叶光学 什么是傅里叶光学？ 将通信理论，特别是傅立叶分析（频谱分析）方法引入光学领域而形成的现代光学的一个重要分支 光学系统与通信系统的共性： 傅里叶光学的研究内容：传播、叠加、成像 §14.1 平面波的复振幅分布和空间频率 §14.2 复杂复振幅分布及其分解 §14.3 光波衍射的傅里叶分析方法 §14.4 透镜的傅里叶变换性质和成像性质 §14.5 相干成像系统分析及相干传递函数 §14.6 非相干成像系统分析及光学传递函数 §14.7 阿贝成像理论与波特实验 §14.1 平面波的复振幅分布和空间频率 平面波的复振幅分布 平面波在空间中一点的复振幅： 在特定平面上：如z=z0平面 §14.1 平面波的复振幅分布和空间频率 平面波的空间频率： 空间频率的概念： 指一个在空间呈正弦或余弦变化的物理 量，沿某方向单位长度内重复的次数 对平面波： §14.1 平面波的复振幅分布和空间频率 平面波的空间频率： 空间频率的概念： 指一个在空间呈正弦或余弦变化的物理 量，沿某方向单位长度内重复的次数 对平面波： 即：在x轴上，每传播一个?/cos?的距离，相位变化2? ? 光波在x方向上的空间变化周期： ? 光波沿x方向的空间频率： 同理，光波沿y、z方向的空间频率： §14.1 平面波的复振幅分布和空间频率 平面波的空间频率： 空间频率的概念： 指一个在空间呈正弦或余弦变化的物理 量，沿某方向单位长度内重复的次数 对平面波： ? 用空间频率表示复振幅： ? 特定平面上： §14.1 平面波的复振幅分布和空间频率 平面波的空间频率： 空间频率的概念： 指一个在空间呈正弦或余弦变化的物理 量，沿某方向单位长度内重复的次数 注意：若用?、?和?的余角?x、?y和?z表示 则 仍有： §14.1 平面波的复振幅分布和空间频率 平面波的空间频率： 【例】振幅为A，波长为 的单色平面波的波矢量 的方向余弦为： ， 求它在xy平面上（z=0）的复振幅分布及空间频率。 §14.1 平面波的复振幅分布和空间频率 平面波的空间频率： 空间频率的物理意义： 描述了平面波的空间传播方向和相应的空间周期分布 考察平面波在特定平面上的复振幅： 表示：有一个传播方向余弦为(cos?=?u, cos?=?v)的单色 平面波经过该平面 ? 不同的一组(u, v)值，对应沿不同方向传播的平面波 ? 一组(u, v)值对应复振幅的一种基本周期分布 ? 平面上复杂的复振幅分布，可由基本周期分布叠加 §14.1 平面波的复振幅分布和空间频率 作业：P468 No.1、No.2 深圳大学光电工程学院 通信系统 光学系统 作用 调制电信号 成像 信号特点 一维 随时间变化 二维 随空间变化 共性 1. 信号的变换和传递 2. 线性、时/空间不变性 本章内容 （方向余弦） a b g y z x 0 r v k v P(x, y, z) z=z0 a b g k v y z x 0 P(x, y, z) z=z0 q k v r v y x l 1.平面波沿着波的传播方向k传播时，每 走过一个?，位相变化2? 2.沿任意r方向，则是每走过?/cos?，位相 变化2? 3.沿坐标轴方向：同理，利用方向余弦 r v a b g k v y z x 0 P(x, y, z) z=z0 r v a b g k v y z x 0 P(x, y, z) z=z0 r v a b g k v y z x 0 P(x, y, z) z=z0 ?x r v * *