信息光学复习笔记

矩形函形学习必备欢迎下载x-x01,0,trec=ax-x01a2其他为对称轴的，高度和宽度均为1的矩形，二维矩形函数可表为一维矩形函数的乘积rect，a，函数以x0为中心，宽度为a（a0）高度为1的矩形，当x0=0，a=1时，矩形函数形式变成rect(x),它是以x=0为对称轴的，高度和宽度均为1的矩形。当x0=0,a=1时，矩形函数形式变成rect(x)，它是以x=0x-x0y-y0abb0x-x0sinp(x-x0)/ap(x-x0)/asinc函数sinc=aa0，函数在x=x0处有最大值1。零点位于x-x0=na(n=1,2).对于x0=0，a=1，函数图像三角函数0,xx1-,L=aaxa其它sg(nx)=0,x=0-1,x0，函数以原点为中心，底边长为2a，高度为1的等腰三角形符号函数1,x0阶跃函数1,x00,x0圆柱函数=1,在直角坐标系内圆柱函数定义式circ0,r1，rax2+y2x2+y2规定的z值范围的衍射00max-菲涅耳衍射的充分条件：z31(x-x)2+(y-y)2200max0000(x-x)2+(y-y)20透镜对光波的相位变换作用：是由透镜本身的性质决定的，与入射光波复振幅U(x,y)的具体形式无关1角谱理论是在频域讨论光的传播，是把孔径平面光场分布看做许多不同方向传播的平面波的线性组合泰伯效应：当用单色平面波垂直照明一个具有周期性透过率函数的图片时，发现在该透明片后的某些距离上出现该周期函数的像，这种不用透镜就可以对周期物体成像的现象称为泰伯效应或自成像，是一种衍射成像点扩散函数：当该面元的光振动为单位脉冲即d函数时，这个像场分布函数叫做点扩散函数或脉冲响应xy透镜的脉冲响应就等于透镜孔径的夫琅禾费衍射图样，其中心位于理想像点(,)处00透镜的点扩散函数表达式为：h(x-x,y-y)=MP(ldx,ldy)exp-j2p(xi0i0iiixxyydy-)+(y-)xd0i0-相干传递函数：在频域中用h(x,y)的频谱函数H(x,h)来描述系统的成像特性，H(x,h)称为衍射受限系统的ii相干传递函数（CTF）光学传递函数：(x,h)称为非相干成像系统的光学传递函数（OTF），它描述非相干成像系统在频域的效应分辨率是评判系统成像质量的一个重要指标。非相干成像系统所使用的是瑞利分辨判据，用它来表示理想光学系统的分辨限。对于衍射受限的圆形光瞳情况，点光源在像面上产生的衍射斑的强度分布称为艾里斑。根据瑞利判据，对两个强度相等的非相干点源，若一个点源产生的艾里斑中心恰与第二个点源产生的艾里斑的第一个零点重合，则认为这两个点源刚好能够分辨干涉条纹可见度：V=IImaxmax-I+Imin相干长度：lminc=ctcm(Dx,Dy)相干时间：由t=1/Dn所决定的时间相干面积：A=cc2dDxdDy-全息图的基本类型：从物光与参考光的位置是否同轴考虑，可以分为同轴全息和离轴全息；从记录时物体与全息图片的相对位置分类，可以分为菲涅耳全息图、像面全息图和傅里叶变换全息图；从记录介质的厚度考虑，可以分为平面全息图和体积全息图学习必备欢迎下载计算全息的制作步骤：1）抽样。得到物体或波面在离散样点上的值2）计算。计算物光波在全息平面上的光场分布3）编码。把全息平面上光波的复振幅分布编码成全息图的透过率变化4）成图。在计算机控制下，将全息图的透过率变化在成图设备上成图。如果成图设备分辨率不够，再经光学缩版得到实用的全息图5）再现。这一步骤在本质上与光学全息图的再现没有区别计算全息的分类：第一种分类法：根据物体（指物体的坐标位置）和记录平面（指计算全息平面的坐标位置）的相对位置不同，分为计算傅里叶变换全息、计算像全息和计算菲涅耳全息第二种分类法：根据全息透过率函数的性质，可分为振幅型和相位型第三种分类法：根据全息图制作时所采用的编码技术，也就是待记录的光波复振幅分布到全息图透过率函数的转换方式，大致可分为迂回相位型计算全息图、修正型离轴参考光计算全息、相息图和计算全息干涉图等空间滤波器：位于空间频率平面上的一种模片，它改变输入信息的空间频率，从而实现对输入信息的某种变换空间滤波器可分为：1、二元振幅滤波器2、振幅滤波器3、相位滤波器4、复数滤波器相干光学处理方法分类：1、图像相减2、匹配滤波与图像识别3、非线性处理4、模糊图像的复原5、合成孔径雷达非相干光学处理：采用非相干光照明的信息处理方法，系统传递和处理的基本物理量是光场的强度分布相干光学处理与非相干光学处理的基本区别：前者满足复振幅叠加原理，后者满足强度叠加原理白光光学处理：采用宽谱带白光光源，但采用微小的光源尺寸以提高空间相干性，另一方面在输入平面上引入光栅来提高时间相干性，这样既不存在相干噪声，又在某种程度上保留了相干光学处理系统对复振幅进行运算的能力，运算灵活性好光学是一门古老的科学，其起源可以追溯到3000年以前，我国的春秋战国时代的墨经中已记载了投影小孔成像等光学现象。古希腊学者欧几里德的反射光学一书，研究了光的直线传播原理和光的反射定律。事实上，人们对光现象的认识最初就是从光的传输方向等几何量的变化开始的。几百年来，经过伽利略、牛顿、惠更斯、菲涅耳、夫琅和费、麦克斯韦、爱因斯坦等伟大先驱们持续的努力，光学已发展成为物理学中一门极为重要的基础学科，它运用严格的数学理论和方法，发展和形成了一套完整的理论体系及一套与理论相配合的实验方法。信息光学（InformationOptics）又称傅立叶光学。傅立叶变换光学的主要内容：1、衍射系统的屏函数2、夫琅和费衍射的傅立叶频谱分析3、阿贝成像原理变换光学处理光的衍射和干涉问题，最基本的方法是研究光的相干叠加。这是传统光学的一般方法。可以从另外一个角度分析这类问题。入射波场，遇到障碍物之后，波场中各种物理量重新分布。衍射障碍物将简单的入射场变换成了复杂的衍射场。所以可以从障碍物对波场的变换作用，来分析衍射。从更广义的角度，不仅仅是相干波场的障碍物，非相干系统中的一切使波场或者波面产生改变的因素，它们的作用都可以应用变换的方法处理。编辑本段信息光学成像信息光学成像（ImagingwithInformationOptics）：是指利用频域技术进行光学成像控制和图像处理的光学成像技术。广泛的讲，现今全球多家机构研究的将光学和信息科学结合在一起，最终实现打破传统光学成像规律的成像技术，都属于信息光学成像范畴。