信息光学-前言

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,信 息 光 学,Information Optics,信息,？,关于事物运动的状态和规律的表征，也是关于事物运动的知识。,信息就是用符号、信号或消息所包含的内容，来消除对客观事物认识的不确定性。,由于信息是事物的运动状态和规律的表征，因此信息的存在是普遍的；又由于信息具有知识的秉性，因此它对人类的生存和发展是至关重要的。信息普遍存在于自然界、人类社会和人的思维之中。信息的概念是人类社会实践的深刻概括，并随着科学技术的发展而不断发展。,1948,年信息论的创始人,C.E.,香农在研究广义通信系统理论时把信息定义为信源的不定度。,1950,年控制论创始人,N.,维纳认为，信息是人们在适应客观世界，并使这种适应被客观世界感受的过程中与客观世界进行交换的内容的名称。,1964,年,R.,卡纳普提出语义信息。语义不仅与所用的语法和语句结构有关，而且与信宿对于所用符号的主观感知有关。所以语义信息是一种主观信息。,80,年代哲学家们提出广义信息，认为信息是直接或间接描述客观世界的，把信息作为与物质并列的范畴纳入哲学体系。,光 学,光波是信息的载体。光是一种自然现象，也是人类赖以感知宇宙万物的天然工具。据统计，人类感官收到外部世界的总信息量中，至少有,90%,以上通过眼睛,。,光学就是研究光的传播规律及光与物质相互作用的科学,几何光学（,geometrical optics,）,根据光波在短波极限下所表现出的直线传播性质为基础，用几何作图法来研究光的传播、成像等问题，其主要内容有：光的直线传播定律、光的独立传播定律、光的反射和折射定律；,波动光学（,wave optics,）,从光的电磁波本性出发，以光的波动性为基础，研究光在传播过程中的规律性问题。波动光学的主要内容包括光的干涉、光的衍射和光的偏振，同时还研究光与物质相互作用的色散、吸收和散射等现象。,量子光学（,quantum optics,）,以光和物质相互作用时所表现出的量子性为基础来研究有关的光学问题，并由此揭示出光的粒子性,现代光学（,modern optics,）,以激光为基础，以傅里叶变换光学、光子学为理论核心，不断发展和开拓新的领域。主要包括如激光物理、信息光学（傅里叶变换光学）、光通讯、非线性光学、集成光学、纳米光学等多个学科,信息光学,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，来分析衍射问题。,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进行处理。,变换光学,1873,年,Abbe,提出显微镜成像理论，,1906,年,Porter,完成实验验证；,1935,年,Zernike,提出位相反衬观察法，并由蔡司工厂制成相衬显微镜，他因此获得了,1953,年诺贝尔物理学奖；,1948,年，物理学家第一次精确地拍摄下一张立体的物体像，它几乎记录了光波所携带的全部信息,(,这正是“全息”名称的来历,),！,信息光学,1955,年，科学家第一次提出“光学传递函数”的新概念，并用它来评价光学镜头的质量。,1960,年，一种全新的光源,激光器诞生了，它的出现极大地推动了相关学科的发展，使全息术获得了新的生命。,所以，自,20,世纪,50,年代以来，人们开始把数学中的傅里叶变换、电子技术和通信中的线性系统理论与光学结合起来，给光学引入了频谱、空间滤波、载波、线性变换及相关运算等概念。使得光学工程师不再仅仅限于用光强、振幅或透过率的空间分布来描述光学图像，也可以用空间频率的分布和变化来描述光学图像。于是，一门新的学科,信息光学,(,博里叶光学,),在全息术、光学传递函数和激光的基础上，从传统的、经典的波动光学中脱颖而出。,主要内容,线性系统分析,标量衍射理论,光学成像系统的传递函数,部分相干理论,光学全息,空间滤波,光学相干和非相干处理,参考书：,信息光学,苏显渝 李继陶，科学出版社,2002,年,