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【实验题目光学的空间频谱于空间滤波实验4－

【实验目的】1，加深对光学中的一些基本概念和基本理论的理解；

2，验证阿贝成像理论。理解透镜成像的过程，进而掌握光学信息处理的

实质；

3，进一步了解透镜孔径对分辨率的影响。

【实验原理】

1光学变换：

理论上可以证明，若在焦距为f的会聚透镜的前焦面上放一振幅透过率为gxy(,)

λ′′

的图像作为物，并用波长为的的单色平面波垂直照明图像，则在透镜后焦面(x,y)上

的复振幅分布就是的变换，其中空间频率f，与坐标′′的

gxy(,)G(f,f)xfx,y

xyy

′

x

fx=

λf

关系为：′

fy=yf

λ

2阿贝成像原理

显微镜的成像原理：在相干光的照明下，显微镜的成像分为两个步骤：1，通过物的衍射光

在物镜的后焦面上形成一个衍射图；2，物镜后焦面上的衍射图复合为（中间）像，这个像

可以通过目镜观察到。

即两次变换：

FourierTrans.FourierTrans.

gxy(,)⎯⎯⎯⎯⎯→G(f,f)⎯⎯⎯⎯⎯→gxy(,)

xy

衍射光

物光栅焦平面像平面

透镜

3空间滤波

在频谱面（即透镜的后焦面）上放一些不同结构的光阑，以提取或摒弃某些频段的物信息，

使像面上的图像非亲生相应变化的图像处理技术成为空间滤波。

频谱面上的这种光阑成为滤波器。

【实验仪器】

光学平台（光具座），氦氖激光器，针孔滤波器，透镜（大小各一），光栅，滤波器，白色像

屏，望远镜。

【实验内容】

1.测小透镜的焦距f（给出透镜的焦距f=45.0cm）

12

实验光路：

激光器

望远镜