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实验十透镜的FT性质及常用函数与图形的光学频谱分析
一、实验目的:
1.了解透镜对入射波前的相位调制原理
2.加深对透镜复振幅传递函数透过率物理意义的认识(参见实验十一实验原理）
3.应用光学频谱分析系统观察常见图形的傅里叶（FT）频谱，加深空间频率域的概念
二、实验原理:
理论基础：波动方程、复振幅、光学传递函数
透镜由于本身厚度变化，使得入射光在通过透镜时,各处走过
的光程不同，即所受时间延迟不同，因而具有位相调制能力，下D(x,y)
图为简化分析，假设任意点入射的光线在透镜中的传播距离等于
该点沿光轴方向透镜的厚度，并忽略光强损失，即通过透镜的光
波振幅分布不变，仅产生大小正比于透镜各点厚度的位相变化，Q1Q2
透镜传递函数记为：MN
t(x,y)=exp[jΦ（x,y)]（1）
Φ(x,y）=kL(x，y)
L（x，y）：表示光程MN
L（x,y）=nD（x,y）+[D-D(x，y）]（2）
0
D：透镜中心厚度。D
00
D：透镜厚度。
n：透镜折射率。
可见只要知道透镜厚度函数D（x，y）可得出其位相调制，在球面透镜傍轴区域，用抛
物面近似球面，可得到球面透镜的厚度函数：
111
22
Dx,yDxy（3)
0
2RR
12
R，R:构成透镜的两个球面的曲率半径。因此有
12
111
22
tx,yexpjknD•expjkn1xy（4）
0
2RR
12
111
n1
引入焦距f，其定义式为
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