信息光学复习提纲
信息光学的特点
Ch1. 线性系统分析
10. 傅里叶变换（常用傅里叶变换对） 11. 卷积：四大步骤，两大效应 12. 互相关、自相关的定义、物理意义 13. 傅里叶变换的基本性质和有关定理 14. 线性系统理论
15. 线性不变系统的输入输出关系，脉冲响应函数，传递函数 16. 抽样定理 求抽样间隔
Ch2. 标量衍射理论
1. 标量衍射理论成立的两大条件
1.
矩形函数： ①定义 ②图像 ③作用 ④傅里叶变换谱函数 2. sinc 函
数：
①定义 ②图像 ③作用 ④傅里叶变换谱函数 3.
三角函数： ①定义 ②图像 ③作用 ④傅里叶变换谱函数
4. 符号函数： ①定义 ②图像 ③作用 ④傅里叶变换谱函数
5.
阶跃函数： ①定义 ②图像 ③作用 ④傅里叶变换谱函数 6.
余弦函数： ①定义 ②图像 ③作用 ④傅里叶变换谱函数 7. 函数：①三种定义 ②四大性质 ③作用
8.
梳状函数：①定义 ②图像 ③作用
④傅里叶变换谱函数 9. 高斯函数：①定义②图像③作用
④傅里叶变换谱函数
2.平面波及球面波表达式:
(求平面波的空间频率)
3?惠更斯一一菲涅耳原理：
4.基尔霍夫衍射理论：
令hP,Q ±exp(ikr)K 所以U(Q) U°(P)hP,Qds j r
当光源足够远，且入射光在孔径平面上各点的入射角都不大时，cos n,r01, cos n, r 1, K 1.
故hP,Q 丄沁2 r z{1 ￡[(3)2(■^?)2]}
s j z ， 2 z z
5.菲涅耳衍射——近场衍射：
exp( jkz) jk 2 2 jk 2 2 j 2
U (x, y) exp[ (x y )] U 0(x0, y0)exp[ (x o y o )] exp[ (xx o yy o)]dx o dy o j z 2z 2z z
6.夫琅禾费衍射一一远场衍射：(根据屏函数求衍射光强分布)
7?衍射的角谱理论：(角谱的传播，求角谱分布)
Ch.3 光学成像系统的频率特性
1?透镜的傅里叶变换性质：
①相位变换作用：t(x, y) p(x, y) exp[ # (x2y2)](二次位相因子)
②透镜的傅里叶变换特性：
(满足条件？什么情况下实现准确傅立叶变换)
a.物在透镜前
b.物在透镜后
2?衍射受限系统的点扩散函数：
光瞳相对于d j足够大时，理想情况：点物成点像
3.相干照明下衍射受限系统的成像规律：
其中，~(“)F[P(a~, d?] , U g(x")討(缶普) 4.衍射受限系统的相干传递函数（CTF )：
H , P d i , d i
（坐标轴反演）
5.截止频率：
D - D
圆形光瞳：c , oc M c
2 d i
2 d o
正方形光瞳：
不同方向的截止频率不同，45度时最大cmax ）
2 d i 6?衍射受限系统的非相干传递函数（OTF ）
7. OTF与CTF的关系
Ch.4 光学全息
1.普通照相与全息照相的比较
2.全息照相的核心：波前记录和再现
①方法：干涉法（标准方法，即将空间相位调制f空间强度调制）
②特点：全息图实际上就是一幅干涉图
③全息图的分类：
a。物、参位置：同轴全息+离轴全息
b。物、图位置：菲涅耳全息图+像面全息图+傅里叶变换全息图c。介质厚度：平面全息图+体积全息图
do……&……
e。... & ...
3.全息再现基本公式:
4. 菲涅耳全息图
像位置坐标:
5?傅里叶变换全息图
①定义 ②特点 ③照明与再现的两种方式，相互是独立的
6.计算全息图
计算全息的制作和再现过程
（1）抽样；（2）计算；⑶编码；（4）成图；（5）再现。
Ch. 8 空间滤波
1. 阿贝成像理论及其意义
第1步：物体（P1）经L 在透镜后焦面P2成各级衍射斑（频谱） 第2步：各级衍射斑在P3面相互干涉成像
2. 空间滤波的傅里叶分析方法：
透镜作频谱分析器；空间滤波器改变物体光的频谱
3. 空间滤波系统：典型的 4f 系统
4. 空间滤波器：位于空间频谱平面上的一种模片，它改变输入 信息的空间
频谱，从而实现对输入信息的某种变换。 分类：①二元振幅滤波器、
(t b
O 2
)Ce
i C
ORCe
i 0
ORCe
i 0
0级（背景光） -1级（实像） +1级（虚像）
横向放大率:
Z o
乙
2Z o i Z
p
纵向放大率:
M
2
Z i Z
o
dz dz o
1 2
②振幅滤波器
③相位滤波器
④复数滤波器二元振幅滤波器亦可分为：a 低通滤波器。b 高通滤波器。c 带通滤波器。d 方向滤波器。
5.空间滤波应用
①策尼克相衬显微镜（原理）
Ch. 9 相干光学信息处理
1.光学信息处理的分类：
（1 ）从物像关系或者输入和输出的关系来说
① 线性处理与非线性处理，② 空间不变与空间变处理
（2）从所使用光源的空间和时间相干性来说
① 相干光处理，② 非相干光处理，③白光光学处理（各自优缺点相干
处理和非相干处理的优缺点
优点：相干处理具有物理上的频谱平面，可以实现傅里叶变换，大大增加了处理的灵活性。复振幅有正负之分，可完成：加、减、乘、除、微分和卷积等多种运算，特别是利用傅里叶变换性质，进行频域综合实现空间滤波。
缺点：相干噪声和散斑噪声。对光源提出要求。只能处理单色图像，对彩色图像的处理几乎无能为力
2.光学信息处理内容：
①光学图像识别②图像相加相减③多重像产生
④图像边缘增强（微分）⑤图像消模糊
3.图像相减作用：
用于检测两张近似图像之间的差异，使我们能研究事物的变化方法：光栅编码（空域编码频域解码相减方法）和光栅衍射
4.匹配滤波器：
①所谓“匹配” ，实质上是在频域对输入信号频谱的相位进行补偿，形成平面相位分布。
②匹配空间滤波器在光学特征识别中起重量作用③匹配滤波器是复数滤波器，可用光学全息或计算全息的方法制作
5.图像识别：
采用匹配滤波进行相关检测是图像识别的一种重要手段联合变换相关识别.
6.图像微分（原理及过程）
7.图像消除模糊（逆滤波器）
8.白光信息处理：。调制技术的原理
第六章空间光调制器
1.空间光调制器的基本结构与分类
按读出方式分类：反射式、透射式
按信号输入分类：电寻址、光寻址
2 .液晶的分类各种类型液晶的特点