信息光学苏显渝版PPT窦柳明解读共59页文档

用 一 束 再 现 光波照 射全息 图 （ 复 振 幅 分 布C（ x,y） ） ， 通 过 全 息 图 的光场 为
C为 照 明 光 波 或直 接透射 波 O为 物 光 波 O*为 物 光 波 的 共轭 波
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如 果 参 考 波 为简单 的平面 波或球 面波
U1 中 ，
， tb包 含 t0和 R2， 均 为常数 ；作用 是使输 出C幅 度减小 。
正比于物 光波前 乘一相 位
因子
.以向 上的
平面波为 载波， 形成距 离底
片z0的虚像。
衰减的照 明光波 为透射光 锥，扩 展程度 与O(x,y)有关
正比物光 ，以向 下倾斜 的 平面波为 载波， 在底片 的 另一侧距 底片z0处形成 一个实 像。
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由图可 见，再 现的物 波前O 和物波 共轭波 前O*两 者具有 不同的 传播方 向，并 且还和 分量波 U1和U2分开。 只有实像 和虚像 彼此分 开，才 能互不 干扰。 两个像 的分开 程度与 参考光 的夹角 和物的 带宽有 关。
image) 。
当照明光 波C(x,y)恰好 为参 考光波的 共轭波 R*，则再现场 的
这时U4再现物光 波的共 轭波， 给 出原始物 体的一 个实像 ，U3再现 的是物光 波前， 给出虚 像。由 于 受R*R*的 调制， 还存在 变形。
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波前记 录是物 光波前 与参考 光波前 干涉的 记录， 它把振 幅和相 位调制 的信息 变成干 涉图的 强度调 制。再 现光照 射到全 息图， 全息图 相当于 衍射屏 ，衍射 的结果 是再现 了物光 的波前 。 过程：干 涉―――记 录――― 衍射
5.2波前记录与再现 波前记录
是 利 用 干 涉 法将物 体发出 的光波 的全部 信息记 录在某 个平面 上。

第八章信息光学第八章Technique光学信息处理技术Optical Information Processing概述光学频谱分析系统和空间滤波相干光学信息处理非相干光学信息处理白光信息处理§1 1概述光学信息就是指光的强度（或振幅），相位，颜色，波长，和偏振态等。

光学信息处理是基于光学频谱分析，利用傅立叶综合技术，通过空域或频域调综合技术通过空域或频域调制，借助空间滤波对光学信息进行处理的过程，较多用于对二维图象的处理。

发展历史1、理论基础。

1873年，阿贝创建了二次成像理论，创建了年阿贝创建了二次成像理论创建了2、分布转化为强度分布；1935年，策尼克发明了相衬显微镜，将相位年策尼克发明了相衬显微镜将相位3、成功地用傅立叶方法分析成像过程。

1946年，杜费把光学系统看作线性滤波器，4、力的数学力的数学工具。

50年代，艾里亚斯为光学信息处理提供了有具3、概念概念，使光信息处理进入了一个新的阶段；1963年，范德拉格特提出了复数空间滤波的使光信息处理进入了个新的阶段4、的发展使光信息处理获得了更大发展1980年以后，计算机技术以及其他相关技术概述光学频谱分析系统和空间滤波相干光学信息处理非相干光学信息处理白光信息处理§2光学频谱分析系统和空间滤波1、阿贝成像理论阿贝成像论将物体看成是不同空间频率信息的结合，相干成像过程分两步完成。

第第一步是入射光场经过物平面发生夫琅禾步是入射光场经过物平面发生夫琅禾费衍射，在透镜的后焦面形成一系列衍射斑；第二步是衍射斑作为新的次波源发出球面次波次波，在像面上互相叠加，形成物体的像。

在像面上互相叠加形成物体的像阿贝二次成像理论示意图衍射干涉叠加2、阿贝阿贝－波特实验波特实验网格图傅立叶频谱图横向窄带滤波频谱面上的横向分布是物的纵向结构信息纵向窄带滤波频谱面上的纵向分布是物的横向结构信息保留零频分量零频分量是一个直流分量，它只代表像零频分量是个直流分量它只代表像的本底。

2、已知函数
f x rectx 2 rectx 2 求下列函数，
并作出函数图形。 （1）
f x 1 （2） f xsgnx
3、已知连续函数 f x ，若 x0 b 0 ，利用
函数可筛选出函数在 x x0 b 的值，试写出运算式。
4、利用梳状函数与矩形函数的卷积表示线光栅的透过率。
假定光栅常数为 ，缝宽为 ，缝数为 。
x, y x y
1.1.2 脉冲响应和叠加积分(1)
• 函数作为基元函数的情况。根据 函数的筛选性质（A.7,或
《积分变换》P16中1.12式），任何输入函数都可以表达为
f x1, y f , x , y dd
• 积分就是“相加 ”,筛选性质表明任意函数都可以表示为无穷多的
函数的和,每个 函数的“大小”被输入函数“调制”。
2 2
27
傅里叶级数的三角形式和指数形式之间关系
• 根据欧拉公式，三角形式的傅里叶级数可以写成
g x
1 a0
a
n
e
j
2nf
0
x
n1
e j 2nf0x 2
bn e j2nf0x
e j 2nf0x 2j
•令
1 a0
an n1
jbn 2
e j 2nf0x
an
coskxdx 0 (k 1,2,3,...)
sin kxdx 0 (k 1,2,3,...)
sin kxsin lxdx 0 (k l, k,l 1,2,3,...)
coskxcoslxdx 0 (k l, k,l 1,2,3,...)
22
周期函数展开为傅里叶级数
• 第1章的主要内容是二维线性系统分析 ，抽样定理 • 第2章关于标量衍射理论，由傅里叶分析与综合导出近

开关功能：可在某点开启或 关闭另一函数 ，或描述光学 直边（或刀口）的透过率。
图1.1.6 二维阶跃函数
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4.符号函数
1 x / a 0
sgn

x a


0 1
x/a0 x/a0
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3.阶跃函数
● 一维情形：
1
step

x a


1 / 0
2
其中 a 0
x/ a0 x/ a0 x/ a0
● 二维情形：
f (x, y) step(x)
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图1.1.5 一维阶跃函数
x a

rect

y b


1
0
其中
x a, y b 22
其他
a 0,b 0
表示矩孔透过率。
图1.1.2 二维矩形函数
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2.sinc函数
● 一维情形：
sinc
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上述积分形式表明： 函数可由等振幅的所有频率的
正弦波(用余弦函数表示）来合成，换言之， 函数可
分解成包含所有频率的等振幅的无数正弦波。
4.梳状函数
● 一维情形：

comb
x x0




n
x x0n x0
n